Лекция 6. Тема 11: методы химико-термического упрочнения поверхностного слоя деталей

Цементация применяется для упрочнения рабочих поверхностей шестерен, валов, осей и др. деталей с целью упрочнения их поверхностного слоя с сохранением мягкой сердцевины.

Азотированная поверхность обладает большей износостойкостью по сравнению с цементованной или цианированной поверхностью, но толщина упрочненного азотированного слоя меньше и поэтому этот слой выдерживает меньшие нагрузки. Азотирование применяется для упрочнения рабочих поверхностей гильз цилиндров, шестерен, штоков, осей и др. деталей.

Цианирование применяется для упрочнения рабочих поверхностей режущего инструмента осей и др. деталей. Процесс токсичен, т.к. проводится в расплавленных цианистых солях.

Износостойкость поверхности в 4 раза больше по сравнению с цементированной поверхностью.

Борирование применяется для упрочнения рабочих поверхностей режущих инструментов. Метод перспективен для упрочнения деталей из титана, тантала и циркония, жаростойкость которых при температуре 950ºС в 15-30 раз выше, чем без бора.

Силицирование применяется для упрочнения деталей из тугоплавких металлов и сплавов с целью защиты их от окисления при 1300ºС - 1700ºС. По сравнению с алитированием обеспечивает большую пластичность поверхностного слоя, позволяя осуществить даже обработку давлением, гибочные операции, накатку резьбы.

Алитирование применяется для упрочнения лопаток турбины, осей и втулок, работающих при температурах > 700ºС.

Титанирование – перспективный процесс для упрочнения поверхностей, работающих в условиях кавитации и коррозионной среды.

Хромонитридизация - перспективный процесс для упрочнения трущихся поверхностей авиадвигателей, работающих при температурах ~ 700ºС. Износостойкость этих поверхностей значительно выше по сравнению с алитированными поверхностями.

При назначении химико-термических методов упрочнения надо помнить, что они осуществляются при высокой температуре (~ 1000ºС), за исключением азотирования. Поэтому следует учитывать структурные изменения в основном металле и возможное коробление детали из-за релаксации (снятия) остаточных напряжений.

Тема 12. Методы упрочнения поверхностей деталей гальваническими и химическими покрытиями

№ п/п	Наименование метода нанесения покрытия	Толщина покрытия, мм	Длительность процесса, час.	Температура эксплуатации, ºС	Твердость покрытия	Повышение эксплуата-ционных свойств	Упрочняемые детали
1	Гальваническое хромирование	0,01-0,1	До 1	До 250	HV600x107Па	Износостой-кость	Трущиеся пов. осей, валов, цапф шестерен, штоков поршней, гильз цилиндров и др.
2	Гальваническое кадмирование	0,005	0,2	До 250	HV20x107Па	Антифрикци-онность	Трущиеся пов. деталей, работа-ющие в условиях огранич. смазки
3	Гальваническое серебрение	0,01	0,2	До 450	HV110x107Па	Антифрикци-онность	║
4	Химическое никелирование	0,025	0,2	До 450	HV1200x107Па (после ТО при 450ºС в течение 2 ч.)	Износостой-кость	║
5	Гальваническое покрытие рением	0,05	1	800	НВ250	Жаростой-кость, Износостой-кость при высокой температуре, Корроз. стойкость	Перспек-тивно для трущихся пов. деталей, работа-ющих в условиях высокой темпера-туры и без смазки
6	Гальваническое покрытие вольфрамо- кобальтовым сплавом	0,1	1	800	HV1600x107Па	Износостой-кость при высокой температуре, Восстано-вление изнош. пов.	║