Ионно-плазменное азотирование

Технология насыщения металлических изделий в азотсодержащем вакууме (примерно 0,01 атм.), в котором возбуждается тлеющий электрический разряд. Анодом служат стенки камеры нагрева, а катодом — обрабатываемые изделия. Для управления структурой слоя и механическими свойствами слоя применяют (в разные стадии процесса):

-изменение плотности тока

-изменение расхода азота

-изменение степени разряжения

-добавки к азоту особочистых технологических газов:

-водорода

-аргона

-метана

-кислорода

Оборудование для азотирования

 

Для проведения газового азотирование используются преимущественно шахтные ретортные и камерные печи. Для подготовки аммиака перед подачей в печь используется диссоциатор.

 

Для проведения каталитического газового азотирование используются преимущественно шахтные ретортные и камерные печи, оснащенные встроенными катализаторами и кислородными зондами для определения насыщающей способности атмосферы.

 

Для проведения процессов ионно-плазменного азотирования применяются специализированные установки, в которых происходит нагрев изделий за счет катодной бомбардировки и собственно насыщение.

Свойства азотированных металлических поверхностей

-Стали

-Штамповые стали

-Среднелегированные конструкционные стали

-Инструментальные стали

-Чугун

-Титановые сплавы

 

Цианирование (сталелитейное производство)

Цианирование в сталелитейном производстве — процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температурах 820-950° C в расплаве цианида натрия или других солей с тем же анионом.

Среднетемпературное цианирование

 

Процесс проводят для получения слоя небольшой толщины 0,15-0,35 мм при температуре 820-860° C в ваннах. Продолжительность процесса составляет 30-90 минут в зависимости от толщины слоя.

 

Цианистый натрий в процессе цианирования окисляется кислородом воздуха, и происходят следующие реакции:

 

2NaCN + O2 → 2NaCNO;

 

2NaCNO + O2 → Na2CO3 + CO + 2N → Fe(N)

 

2CO → CO2 + C → Feγ(C)

Высокотемпературное цианирование

Данный вид цианирования применяют для получения слоя толщиной 0,5-2,0 мм. Процесс проводят при температуре 930-950° C в ванне. Зеркало ванны покрывают слоем графита во избежание больших потерь теплоты и угара цианистых солей. Время выдержки изделий в ванне для слоёв указанной толщины 1,5-6 часов.

Применение

 

Цианирование применяют для повышения износостойкости и коррозионостойкости деталей. Процесс цианирования по сравнению с процессом цементации требует гораздо меньше времени для получения слоя заданной толщины, характеризуется значительно меньшими деформациями и короблением деталей сложной формы

 

 

Борирование

Борирование — химико-термическая обработка, заключающаеся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали бором при нагреве в соответствующей среде (упрочнение поверхностей). Тысячные доли бора увеличивают износостойкость стали в 2 раза.

Борирование чаще всего проводят при электролизе расплавленной буры (Na2B4O7). Изделие служит катодом. Температура насыщения 930—950° С, выдержка 2 — 6 часов.

Борирование можно производить при отливке деталей. В этом случае на поверхность литейной формы наносится слой специальной боросодержащей массы (краски). При использовании выжигаемых моделей из пенопластов боросодержащая краска наносится на поверхность модели. Способ отличается производительностью и простотой.

Применение

 

Борирование применяют для повышения износостойкости втулок грязевых нефтяных насосов, дисков пяты турбобура, вытяжных, гибочных и формовочных штампов, деталей пресс-форм и машин литья под давлением. Стойкость деталей после борирования увеличивается в 2 — 10 раз. Изделия, подвергшиеся борированию, обладают повышенной до 800 °С окалиностойкостью и теплостойкостью до 900–950 °С. Твердость борированного слоя в сталях перлитного класса составляет 15 000–20 000 МПа.

 

 

Силицирование

Силицирование - процесс химико-термической обработки, состоящий в высокотемпературном (950–1100 °С) насыщении поверхности стали кремнием. Силицирование придаёт стали высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько увеличивает стойкость против износа.Силицирование может производиться в газообразных и жидких средах как электролизным, так и безэлектролизным методом. Силицированный слой отличается повышенной пористостью толщина его 300-1000 мкм. Несмотря на низкую твёрдость 200-300 HV, силицированный слой обладает высокой износостойкостью после пропитки маслом при температурах 170-200° C.

Применение

Силицированию подвергают детали, используемые в оборудовании химической, бумажной и нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, болты и т.д.). Силицирование широко применяют для повышения сопротивления окислению при высоких температурах сплавов молибдена. Так же силицированию подвергают детали из карбида кремния (SiC). Пример: электрические нагреватели из карбида кремния, подшипники скольжения для нефтяной и химической промышленности, конструкционные детали и др.

 

Хромирование

Хромирование — диффузионное насыщение поверхности стальных изделий хромом, либо процесс осаждения на поверхность детали слоя хрома из электролита под действием электрического тока. Слой хрома может наноситься для декоративных целей, для обеспечения защиты от коррозии, или для увеличения твердости поверхности.

 

Описание процесса

 

Деталь, подвергаемая хромированию, как правило, проходит через следующие шаги:

-Очистка для удаления сильных загрязнений.

-Тонкая очистка, для удаления следов загрязнений.

-Предварительная подготовка (варьируется в зависимости от материала основы).

-Помещение в ванну с насыщенным раствором и выравнивание температуры.

-Подключение тока и выдержка до получения нужной толщины

 

Используемые при хромировании реагенты и отходы процесса чрезвычайно токсичны, в большинстве стран этот процесс находится под строгим регулированием.