Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЛЕКЦІЇ.txt / ЛЕКЦІЯ Тема9

.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
56.32 Кб
Скачать

4

Тема 9

Поверхневе зміцнення деталей(2 год)

План

1.Загальні поняття

2.Цементація

3.Азотування

4.Ціанування й нітроцементація

5.Дифузійна металізація.

6.Поверхневе гартування

7.Механічне зміцнення поверхні деталей

1–

Рухомі деталі машин працюють в умовах тертя, тому їх поверхня повинна бути твердою і зносостійкою, ці властивості створюються за допомогою поверхневого зміцнення. Види поверхневого зміцнення: хімічко-термічна обробка (ХТО), поверхневе гартування і поверхневе пластичне деформування.

ХТО – це процес насичення поверхні деталі хімічними елементами при високій температурі. Елемент, що насичує поверхню називається дифузантом. Тут використовуються явища дисоціації, адсорбції і дифузії.

Дисоціація - розпад молекул вихідної речовини на активні атоми дифузанту.

Адсорбція - захоплення поверхнею активних атомів дифузанту за допомогою сил притягання між атомами з утворенням твердого розчину.

Дифузія - переміщення адсорбованих поверхнею атомів дифузанту в глибину тіла. Утворюється дифузійний шар, що відрізняється від основного металу хімічним складом, структурою і властивостями.

ХТО змінює хімічний склад і структуру поверхневого шару, а поверхневе гартування і механічна обробка - лише структуру.

2–

Цементація – процес насичення поверхневого шару вуглецем. Мета – створити високу твердість і зносостійкості поверхні деталі при збереженні в'язкої серцевини.

Умовами для адсорбції атомарного вуглецю поверхнею і подальшої дифузії всередину металу є наявність карбюризатора (середовища, в якому проводять цементацію) та нагрів до 900...930°С. Після цементації гартують при 820...840°С і відпускають при 160...180°С. Поверхневий шар має структуру мартенситу або мартенситу і цементиту, а серцевина деталі – фериту і перліту.

Карбюризатор (від лат. carbo – вугілля і uro –палю)–матеріал, за допомогою якого збагачують вуглецем поверхню сталевих виробів.Тверді карбюризатори: деревне вугілля, кам'яновугільний напівкокс і торф'яний кокс. Для прискорення процесу додають вуглекислі солі: ВаС03, На2С03, СаС03 10...30% від маси вугілля.

Деталі, пересипані карбюризатором укладають у металевий ящик і переносять у піч, нагріту до 910...930°С. У ящику кисень взаємодіє з вуглецем, утворюючи оксид вуглецю СО. Чадний газ, взаємодіючи з поверхнею деталей, розкладається з утворенням атомарного вуглецю за реакцією: 2СО —> С02 + Сат. Солі активують карбюризатор через утворення вуглекислого газу: ВаС03 —> ВаО + С02; С02 + С = 2СО Утворення шару1 мм, триває 8... 10 год.

Газовим карбюризатором є метан, пропан, природний газ, оксид вуглецю. Її проводять у камерних печах, які або заповнені газом.

У випадку використання метану атомарний вуглець одержують за реакцією дисоціації:

СН4-»2Н2, + Сат .

За 8 год. глибина насичення при газовій цементації досягає 2,8 мм.

3–

Азотування процес насичення поверхневого шару азотом. Мета - підвищити твердість, зносостійкість, границю витривалості, корозійну стійкість.

Умовами для адсорбції атомарного азоту поверхнею і подальшої дифузії всередину металу є наявність атмосфери аміаку, який подається у герметичні реторти з деталями та нагрів до 500.. .600°С протягом 24.. .60 год.

Реторта (від лат.retortus – повернутий назад) – посудина грушовидної форми з повернутим у бік носком для перегонки й розкладання речовин нагріванням)

Під дією температури аміак розкладається на атомарний азот і водень. Азот адсорбується, дифундує й утворює нітриди. Легування ( від лат. ligo – зв’язую, з’єдную) – введення інших хімічних елементів.

Азотований шар, не вимагає додаткової термічної обробки, як у випадку цементації.

Перевага азотування –зберігання властивостей до 450... 500°С проти 200.. .225°С для цементації.

4–

Ціануванняпроцес насичення поверхневого шару одночасно азотом і вуглецем у розплавленій ціанистій солі.

Нітроцементація процес насичення поверхневого шару одночасно азотом і вуглецем у газовому середовищі. Мета - підвищення твердості, зносостійкості і міцності до втоми деталей.

Низькотемпературне ціанування виконують після гартування і високотемпературного відпускання, нагріваючи до 540...560СС для насичення поверхневого шару переважно азотом.

Високотемпературне ціанування виконують, нагріваючи до 820...950СС для насичення поверхневого шару переважно вуглецем з подальшою термообробкою (гартування і низькотемпературне відпускання).

5–

Дифузійна металізація – процес насичення поверхневих шарів деталей різними металами при високій температурі. Мета –підвищення корозійної, жаро- й зносостійкості. Метали утворюють із залізом тверді розчини заміщення.

Деталі розміщують у контейнері, додають порошок із дифузанту, глинозем чи шамот для запобігає спіканню і хлористий амоній Na Н4СІ. Під час нагрівання в контейнері відбуваються реакції розпаду Na Н4СІ з виділенням НСІ. Останній утворює з дифузантом газоподібний хлорид, який виділяє на поверхні виробу атоми металу.

Алітуванням називають процес насичення стальної поверхні алюмінієм із метою підвищення її жаростійкості. Умовами для твердого алітування є наявність порошкової суміші з фероалюмінію, хлористого амонію й оксиду алюмінію, нагрів до 950...1150оС, витримка 3...12 год.

На поверхні виробу виділяються вільні атоми алюмінію, які адсорбуються поверхнею і дифундують всередину, утворюючи твердий розчин заміщення алюмінію в залізі.

Умовами для рідинного алітування є наявність ванни з розплавленим алюмінієм, занурення деталей, витримка 45... 90 хв. при 750... 800°С. Алітують клапани та деталі, що працюють при підвищених температурах.

Хромуванням називають процес насичення поверхні сталевих виробів хромом із метою підвищення жаростійкості до 800°С, корозійної стійкості і поверхневої твердості. Умовами для хромування є наявність порошкової суміші ферохрому (або хрому), хлористого амонію й оксиду алюмінію, нагрівання до 1000...1050°С, витримка 6... 12 год.

6–

Поверхневе гартування – це процес швидкого нагріву поверхневих шарів деталі вище критичних температур і швидке охолодження. Мета – утворення на поверхні шару зі структурою дрібно-голчастого мартенситу з підвищеною твердістю, зносостійкістю і міцністю до втоми.

Деталі розміщують в індукторі (кільцевому провіднику струму), навколо індуктора виникає змінне високочастотне електромагнітне поле, яке індукує в деталі вихрові струми, що нагрівають поверхню.

Нагрівання деталі струмами високої частоти триває 3...5 с, а далі вона охолоджується розбризкування на поверхні гартувальної рідини.

7–

Механічне зміцнення поверхні деталі – це процес поверхневого пластичного деформування з метою збільшення твердості і міцності її поверхні за допомогою наклепу. Відбуваються структурні зміни і зміни дефектів (густини, виду і взаємодії дислокацій, кількості вакансій), подрібнення блоків і створення залишкових напружень, а також часткове перетворення залишкового аустеніту в мартенсит з виділенням дисперсних карбідних частинок.

Найбільше підвищення твердості в сталях із структурою фериту і мартенситу, найменше із структурою перліту і сорбіту.

Поверхневе пластичне деформування відбувається у процесі обдування струминами повітря зі стальним дробом поверхонь. Дріб утворює наклеп поверхневого шару деталі, глибиною 0,5.. .0,8 мм. Використовується для виготовлення деталей, які працюють при знакозмінних навантаженнях. Наприклад: ресори, пружини, вали, пальці гусениць та ін.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке ЛЕКЦІЇ.txt