13. Химико-термическая обработка: общие сведения, классификация.

Химико-термической обработкой называют технологические процессы, приводящие к насыщению поверхностного слоя изделий тем или иным элементом путём диффузии его из внеш-ней среды. Цели ХТО: повышение износостойкости и усталостной прочности, повышение сопротивления электрохимической или газовой коррозии. Образование поверхностного слоя изменного химического состава происходит в несколько стадий:

- первая стадия – адсорбция, т.е. “прилипание” подаваемых к изделию атомов к металлической поверхности;

- вторая стадия – растворение адсорбированных атомов в металле. В результате растворения химический состав поверхностного слоя изменяется, появляется градиент концентраций растворённого компонента от поверхности к нижележащему слою;

- третья стадия – диффузия растворённого вещества в глубь изделия.

Химико-термическая обработка бывает следующих видов: цементация, азотирование, нитроцементация (цианирование), диффузионная металлизация (алитирование), хромирование, силицирование.

14. Металлизация: общие сведения, назначение и применение.

Металлизация (диффузионная металлизация) – это процесс насыщения стали алюминием, хромом, кремнием, бором и др. с целью упрочнения или придания особых физико-химических свойств поверхностному слою изделия.

Алитирование – процесс насыщения поверхности изделий из стали алюминием. Для этого используются порошкообразные алитирующие смеси: порошок алюминия или смесь (ферроалюминий – 45%, хлорид аммония – 2%, оксид алюминия – 53%). При порошковом методе: изделие укладывают в ящик, засыпают алитирующей смесью, герметично закрывают и нагревают в печи при 900…1000 ºC в течение 4…25 ч. Диффузионный слой имеет высокую твёрдость и хрупкость, поэтому изделия подвергают ещё термической обработке, которая выравнивает концентрацию алюминия в поверхностном слое и снижает хрупкость. Газовое алитирование проводят в среде летучих соединений алюминия в герметически закрытых камерах. Алитированию подвергают детали газогенераторов, реторты муфты, котельную арматуры, чехлы термопар и др. с целью повышения окалиностойкости.

Хромирование – процесс насыщения поверхности изделия из стали хромом, этот процесс

аналогичен алитированию, но осуществляется при более высокой температуре 1000…1050 ºC в течение 20…25 ч. После хромирования поверхностный слой изделий приобретает повышенную износостойкость, твёрдость, окалиностойкость. Хромированию подвергают различные детали: клапаны компрессоров, втулки насосов, матрицы для холодной высадки и др.

Силицирование – процесс насыщения поверхности изделий из стали кремнием. Оно прово-дится как с использованием порошков (подобно алитированию), так и в газовой среде, в ретортах, при разложении паров хлорида кремния (SiCl₄) при 950…1050 ºC. Силицированные изделия устойчивы к растворам азотной, серной и соляной кислот, обладают повышенной твёрдостью и износостойкостью. Силицированию подвергают кислотопроводы, детали тракторов, автомобилей, насосов для перекачки кислот и арматуру, применяемую в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Борирование – это химико-термический процесс, при котором стальная деталь насыщается расплавленным бором и в результате химико-термической реакции образуется борид железа. Этот процесс позволяет повысить твёрдость детали, увеличить стойкость против окисления и коррозии, кислотоупорность и жаропрочность. Технологическая последовательность борирования: обезжиривание деталей; сушка; загрузка деталей в ванну при температуре расплавленной буры 1000 ºC; борирование при 950 ºC (выдержка 1…2 ч); охлаждение на воздухе до 100 ºC; промывка в воде при температуре 100 ºC; контроль качества покрытия; контроль размеров обработанных поверхностей для определения припуска под механическую обработку.