13.Поверхностная закалка.
Основное назначение поверхностной закалки —
повышение твердости, износостойкости и предела
выносливости разнообразных деталей. Применяют
следующие способы поверхностной закалки:
1) газопламенную закалку; 2) закалку с индукцион-
ным нагревом токами высокой частоты; 3) закалку в
электролите.
Общим для всех способов поверхностной закалки
является нагрев поверхностного слоя детали до тем-
пературы выше критической точки с последующим
быстрым охлаждением для получения мартенсита.
Газопламенная закалка состоит из нагрева поверх-
ности стальных деталей ацетиленокислородным пла-
менем и быстрого охлаждения их водяным душем.
Индукционный нагрев — наиболее распространен-
ный способ. К преимуществам этого способа относят
возможность полной автоматизации процесса закал-
ки; отсутствие выгорания углерода и других элемен-
тов, а также заметного окисления и образования ока-
лины; достаточно точное регулирование глубины зака-
ленного слоя. Закалка в электролите основана на
том, что при пропускании постоянного тока через
электролит (5—10%-ный водный раствор кальцини-
рованной соды) на катоде (детали) образуется тонкий
слой (газовая оболочка) из мельчайших пузырьков
водорода. Из-за плохой электропроводимости пу-
зырьков водорода ток сильно возрастает и катод (де-
таль) нагревается до заданной температуры, после
чего закаливается при отключении тока в том же
электролите.
Химико-термическая обработка — процесс хи-
мического и термического воздействия на поверх-
ностный слой стали с целью изменения состава,
структуры и свойств.
Химико-термическая обработка широко применя-
ется в машиностроении, так как является одним из
наиболее эффективных методов упрочнения сталь-
ных деталей для повышения их долговечности.
Недостатком процессов химико-термической
обработки является их малая производительность.
Химико-термическая обработка основана на диф-
фузии атомов различных химических элементов в
кристаллическую решетку железа при нагреве в сре-
де, содержащей эти элементы. Химико-термическая
обработка состоит из следующих процессов:
1) диссоциации — получения насыщающего эле-
мента в активном атомарном состоянии: 2NH3 ↔2N +
3H2; CH4 ↔C + 2H2 и т.д.; 2) абсорбции — поглоще-
ния активных атомов насыщающего элемента повер-
хностью металла; 3) диффузии — перемещения ато-
мов насыщающего элемента с поверхности в глубь
металла.
Наиболее распространенными видами химико-
термической обработки являются цементация, бо-
рирование, алитирование и др. Цементация — про-
цесс химико-термической обработки, заключающий-
ся в диффузионном насыщении поверхностного слоя
углеродом при нагреве в соответствующей среде.
Борирование — процесс химико-термической обра-
ботки, заключающийся в насыщении поверхностного
слоя бором при нагревании в борсодержащей среде
(буре, треххлористом боре и др.). Диффузионная
металлизация — процесс химико-термической об-
работки, при котором происходит насыщение повер-
хностного слоя стали различными металлами (алю-
минием, хромом, цинком и др.) и их комплексами.