Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
весь антоха.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
1.3 Mб
Скачать

34. Упрочнение с изменением химического состава поверхностного слоя металла.

Химико-термическая обработка является одним из наиболее эффективных методов упрочнения поверхности деталей для повышения их долговечности. Химико-термической обработкой называется процесс, при котором происходит изменение химического состава, структуры н свойств поверхностных слоев металла. Цель химико-термической обработки: повышение поверхностной твердости, износостойкости, предела выносливости, коррозионной стойкости, жаростойкости (окалиностойкости), кислотоустойчивости и др.

Преимущества химико-термической обработки по сравнению с другими методами поверхностного упрочнения, например поверхностной закалкой, следующие: 1) большее различие свойств поверхности и сердцевины в связи с изменением химического состава поверхностных слоев; 2) химико-термической обработке можно подвергать различные по форме и размерам детали, обеспечивая при этом получение обогащенного слоя одинаковой толщины. Недостатком химико-термической обработки является низкая производительность.

При химико-термической обработке происходит обогащение поверхностных слоев одним или несколькими элементами.

Физико-химические методы обработки металлов все более широко применяют в машиностроении и металлообработке при изготовлении изделий из материалов, которые невозможно обрабатывать обычными механическими способами. К этим методам относят электроискровой, электроимпульсный, электроконтантный и анодно-механический. Обработка металла при этих способах основана на явлении местного разрушения металла под действием электрической энергии, которая вводится непосредственно в зону обработки.

35. Химико-термическая обработка.

Химико-термическая обработка стали (ХТО) состоит в поверхностном насыщении стальных деталей различными элементами (например, углеродом, азотом, алюминием, хромом) для повышения поверхностной твердости, сопротивления изнашиванию, выносливости, окалиной и коррозионной стойкости. В результате ХТО формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоёв. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя.

При любом процессе ХТО в реакционной системе протекают определённые процессы и реакции. Условно весь процесс массопереноса (насыщения) при ХТО может быть представлен в виде пяти последовательно реализующихся стадий:

1) реакции в реакционной среде (образование компоненты, осуществляющей массоперенос диффундирующего элемента);

2) диффузия в реакционной среде (подвод насыщающего элемента к поверхности насыщаемого сплава;

3) процессы и реакции на границе раздела фаз (на насыщаемой поверхности); в ряде случаев – удаление продуктов реакций, протекающих на границе раздела фаз, в реакционную среду;

4) диффузия в насыщаемом сплаве;

5) реакции в насыщаемом сплаве (образование фаз диффузионного слоя: твёрдых растворов, химических соединений и т.д.).

36 Физико- химическая упрочняющая обработка

Ионная имплантация. В основе ионной имплантации лежит внедрение в поверхн. слой материала детали ускоренных ионизированых атомов легирующего вещества (титана, хрома,азота).

При ионной имплантации в поверхностном слое материала образуются радиационные дефекты, которые приводят к изменению таких свойств материала, как микротвёрдость, прочность, пластичность, теплопроводность, электр. сопротивление.

При имплантации тонкий поверхностный слой насыщается элементом, потоком ионов которого поверхность обрабатывается. Имплантированный элемент может входить в кристаллическую решётку основы в виде твёрдого тела или образовывать мелкокристаллические выделения химических соединений с компонентами материала основы. Ионная имплантация приводит к значительному изменению свойств поверхности по глубине: 1) слой с изменённым химическим составом до 1–9 мкм; 2) слой с изменённой структурой до 100 мкм. Имплантация снижает износ и трение, увеличивает антикоррозионные свойства металла.

Ионное азотирование. Сущность метода азотирования в плазме тлеющего разряда, заключается в том, что в герметичном контейнере создаётся разреженная азотосодержащая атмосфера. Внутри контейнера размещают азотируемые детали, которые подключают к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения.

Они играют роль катода, анодом служит стенка контейнера. Между катодом и анодом включается высокое напряжение (500–1000 В). Образующиеся положительно заряженные ионы азота устремляются к отрицательному полюсу – катоду. Ионы азота, входя в зону высокой напряжённости, разгоняются до больших скоростей и, соударяясь с деталью(катодом), внедряются в её поверхность.

Упрочнение методами электроискровой обработки. Электроискровая обработка заключается в легировании поверхностного слоя металла изделия, являющегося катодом, материалом электрода (анода) при искровом разряде в воздушной среде. В результате химических реакций легирующего металла с диссоциированным атомарным азотом и углеродом воздуха, а также с материалом детали в поверхностных слоях образуются закалочные структуры и сложные химические соединения (высокодисперсные нитриды, карбонитриды и карбиды), возникает диффузионный износостойкий упрочненный слой.