6. Нитроцементация.

Нитроцементация сталей — процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Наиболее часто нитроцементация проводится при 850—870 °С. После нитроцементации следует закалка в масло с повторного нагрева или непосредственно из нитроцементационной печи с температуры насыщения или небольшого подстуживания. Для уменьшения деформации рекомендуется применять ступенчатую закалку с выдержкой в горячем масле 180—200 °С. Преимущества: По сравнению с цементацией нитроцементация имеет ряд существенных преимуществ. При легировании аустенита азотом снижается температура α ↔ γ-превращения, что позволяет вести процесс насыщения при более низких температурах. Одновременно в присутствии азота резко возрастает диффузионная подвижность углерода в аустените. С повышением температуры эффект ускорения уменьшается. Несмотря на значительно более низкую температуру насыщения, скорость роста диффузионного слоя при цементации (930—950 °С) и нитроцементации (840—860 °С)на толщину 0,5—0,8 мм практически одинакова. Производственный цикл при нитроцементации по сравнению с цементацией сокращается на 50—60 %. Понижение температуры насыщения, без увеличения длительности процесса, позволяет снизить деформацию обрабатываемых деталей, повысить стойкость печного оборудования и уменьшить время на подстуживание перед закалкой.

7.Диффузионное насыщение бором (технология, свойства). Боросульфидирование, борохромирование. Диффузионное насыщение алюминием, бором и хромом, бором и алюминием. Борирование – диффузионное насыщение поверхности металлов и сплавов бором для повышения твердости, коррозионной стойкости, износостойкости проводят путем электролиза в расплавленной соли бора. Борирование обеспечивает особенно высокую твердость поверхности, сопротивление износу, повышает коррозионную стойкость и теплостойкость. Борированные стали обладают высокой коррозионной стойкостью в водных растворах соляной, серной и фосфорной кислот. Борирование применяют для чугунных и стальных деталей, работающих в условиях трения в агрессивной среде (в химическом машиностроении). Технология борирование близка к нитроцементации. При этом температура процесса составляет 900…1050. Время термообработки 1..6 часов. В качестве боризатора используют буру, порошок аморфного бора, борид магния, серу и т.д. после борирование следует деталь подвергать ступенчатой закалке.

Боросульфидирование применяют для повышения стойкости инструмента и технологической оснастки из быстрорежущих, штампованных и других сталей. Смесь, используемая для боросульфидирования, содержит, % (мае. доля): борного ангидрида 38-42; алюминия 24-31; борфтористого калия 28-33; фтори­стого аммония 0,5-1,5; серы 0,5-1,5 [а. с. 885343 (СССР)]. Процесс одновремен­ного насыщения бором и серой в газах ведут в герметизированных контейнерах при 550-700 °С. Газы выделяются в результате взаимодействия компонентов. В качестве связующего используют сульфитно-спиртовую барду, гидролизован-ный этилсиликат, жидкое стекло, раствор клея БФ-2 в ацетоне или другие свя­зующие, крепители, клеи или лаки. При приготовлении смеси используют спо­соб, при котором предварительно восстанавливают борный ангидрид алюмини­ем. В полученную смесь вводят остальные компоненты, готовят обмазку, нано­сят ее на стенки контейнера и сушат. Борохромирование осуществляют с целью повышения износостойкости деталей, работающих в тяжелых условиях при знакопеременных нагрузках и подвергающихся абразивному изнашиванию, а также для увеличения стойкости режущего инструмента. Для проведения процесса борохромирования предлага­ется состав, содержащий, % (мае. доля): хрома 15-20; фтористого калия 4-5; ти­тана 3-8; карбида бора – остальное. Борохромирование проводят либо в вакуумной печи, либо в герметично закрытом контейнере. Износостойкость деталей после борохромирования увеличивается примерно в 1,5-1,9 раза по сравнению с борированными деталями. Хрупкость борированного слоя снижается. При введении в борсодержащую смесь 1,4-3% хрома улучшаются механи­ческие свойства обрабатываемых поверхностей металлов. Появляется возмож­ность создавать диффузионные покрытия сложного состава, обладающие высо­кими физико-механическими свойствами, в том числе коррозионной стойкостью поверхностей упрочненных деталей. Алицирование насыщение повг-го слоя алюмигированием. Цель повышение коррозионной стойкости, акаливания имеет низкую износостойкость.

8-9. Лазерная термическая и химико-термическая обработка.

Лазерная ХТО отличается от традиционного ХТО тем, что нагрев поверхностного слоя производится концентрированным потоком монохроматического электромагнитного излучения, генерируемым лазером. Данной обработке подвергаются твердосплавные частицы, инструментальные стали. Долговечность повышается в данном случае в 5 раз. лазерная ХТО по сравнению с обычной химико-термической обработкой имеет следующие основные преимущества: позволяет производить обработку сложной формы, образуются зоны с высокой и относительно низкой твердостью и имеет место пятнистая обработка, могут быть подвергнуты обработке любые участки поверхности, легко и просто автоматизируется. Перед лазерной обработке на поверхность детали предварительно наносят слой технологического материала, содержащего атомы легирующего элемента. Это слой повышает интенсивность теплового действия лазерного луча. В качестве таких слоев берут обмазку, порошки, электрические покрытия, пленки, жидкости. При лазерном ХТО используют импульсивное лазерное излучение плотностью 2*10⁸…5*10⁹ Вт/см. при воздействии лазерного излучения скорость нагрева в зоне действия луча достигает 10⁵ град/с. Скорость охлаждения за счет теплоотвода в объем детали также очень велика 5*10⁸ град/с. в результате образуются перенасыщенные твердые растворы. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и износостойкостью. После лазерного ХТО в зоне непосредственного действия образуется слой проплавленного Ме. Основной недостаток это образование высокой шероховатости поверхностного слоя. Появляются выступы, которые имеют высокую твердость.