Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2010 в 23:40, Не определен
Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.
Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0.2 % C) и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.
После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.
-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.
Промышленное применение
В промышленности хромирование
используется для снижения трения,
повышения износостойкости, повышения
коррозионной стойкости. Этот процесс
обеспечивает повышенную устойчивость
стали к газовой коррозии (окалиностойкость)
при температуре до 800° С, высокую коррозионную
стойкость в таких средах, как вода, морская
вода и азотная кислота. Хромирование
сталей содержащих свыше 0,3-0,4 %С, повышает
также твёрдость и износостойкость. Твердость
хрома составляет от 66 до 70 HRC. Толщина
хромового покрытия обычно составляет
от 0.075 до 0.25 мм, но встречаются и более
толстые, и более тонкие слои. Поверхностные
дефекты при хромировании усиливаются
и поверхность подлежит последующей обработке,
так как хромирование не дает эффекта
выравнивания.
Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.
Технология
Типичными являются следующие растворы для хромирования:
1.Шестивалентный хром, чей основной ингредиент — хромовый ангидрид.
2.Трехвалентный хром,
чей основной ингредиент — Сульфат хрома
или хлорид хрома. Ванны с трехвалентным
хромом используются довольно редко из-за
ограничений, накладываемых на цвет, яркость
и толщину покрытия.
Типичное содержание ванны с шестивалентным хромом:
Хромовая кислота: 225—300 g/l
Серная кислота: 2.25—3.0 g/l,
Температура: 45 — 60 °C
Сила тока: 1.55—3.10 кА/кв.м. DC
Аноды: свинец, содержащий до 7 % олова или сурьмы
Ограничения
После того, как шестивалентный
хром в 90-е годы ХХ века был признан
канцерогеном, в различных странах
началась разработка методик его
замены. Так, в США и Канаде начала
работу Hard Chrome Alternetive team, HCAT. В 2003 году была
принята и в 2006 году вступила в силу директива
RoHS, которая существенно ограничила применение
хромирования в Европе. Результатом стала
замена хромирования на другие способы
обработки, например, высокоскоростное
газопламенное напыление во многих применениях.
Химико-термическая
обработка металлов
Химико-термическая обработка металлов — Химико-термической обработкой (ХТО) называется термическая обработка, заключающаяся в сочетании термического и химического воздействия с целью изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали.
Описание
процесса
Процесс химико-термической обработки представляет собой многоступенчатый процесс, который включает в себя три последовательные стадии:
1. Образование активных
атомов в насыщающей среде
рядом с поверхностью или
2. Адсорбция образовавшихся
активных атомов насыщаемой
3. Диффузия — перемещение
адсорбированных атомов в
Толщина диффузионного слоя, а следовательно и толщина упрочненного слоя поверхности изделия, является наиболее важной характеристикой химико-термической обработки. Толщина слоя определяется рядом таких факторов, как температура насыщения, продолжительность процесса насыщения, состав стали, т. е. содержание в ней тех или иных легирующих элементов, градиент концентраций насыщаемого элемента между поверхностью изделия и в глубине насыщаемого слоя.
Классификация по внедряемым элементам
Технологии мононасыщения
-Цементация — насыщение атомами углерода
-Азотирование — насыщение атомами азота
-Борирование — насыщение атомами бора
-Алитирование — насыщение атомами алюминия
-Сульфидирование — насыщение атомами серы
Технологии совместного насыщения
-Нитроцементация — насыщение атомами преимущественно углерода и в меньшей степени азота.
-Карбонитрирование (цианирование, карбонитрация) — насыщение атомами преимущественно азота и в меньшей степени углерода
-Алюмосилицирование — насыщение атомами алюминия и кремния
Классификация по методу насыщения
-Насыщение из газовой фазы
-Насыщение из порошков
-Насыщение из расплавов солей
-Ионно-плазменные методы насыщения
Применение
Упрочняющая обработка
Защита от износа
-Цементация
-Нитроцементация
-Азотирование
-Карбонитрирование (цианирование, карбонитрация)
-Борирование
Антикоррозионная обработка
Защита от коррозии
-Азотирование
-Карбонитрирование (цианирование, карбонитрация)
-Алитирование
-Алюмосилицирование