Антиплагиат (1208318), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При формировании покрытияимеют место известные физико-химические пpoцессы, например смачивание,адгезия, адсорбция, катализ, диффузия, растворение, плавление,кристаллизация, которыми в 2 опреде ленной степени нужно управлять.Из большого числа указанных процессов и явлений процессы плавления икристаллизации, происходящие по известным законам, определяютформирование биметалла в целом. 2Структурное состояние всякого жидкого металла в общем одинаково иможет быть описано, как умеренно плотноупакованное [1].И если структуры в жидком и твёрдом 2 состояний сильно отличаются, тодолжна существовать переходная область конечной толщины, в которойструктура жидкого состояния перестраивается в структуру твёрдого состояния.И вследствие того, что процесс диффузии протекает намного легче в жидкости,почти все перемещения атомов происходят на жидкой стороне поверхностираздела твёрдое тело — жидкость.
2После сближения жидкого металла и твёрдой 2 певерхности, устанавливаетсяметаллическая связь и от поверхности оплавленных зёрен начинают растикристаллы своеобразной формы. 2Зародыши новой фазы на основе исходной твёрдой фазы определяют нетолько ориентацию развивающихся кристаллов исходной, но и тонкуюструктуру кристаллических образований новой фазы. 2Форма межфазной поверхности в общем случае зависит от поверхности,49соотношения объёмов сосуществующих фаз и теплофизических условийвыделения фаз в том или ином процессе. Последнее обстоятельство относится кнеравновесным процессам, при которых, например, скорость охлаждения, влияяна степень завершенности диффузионных процессов, может существенноизменить дисперсность фазовых выделений, а, следовательно, и формумежфазной границы.Исследование фаз, получающихся на границе раздела биметаллов, привело кмысли о том, что существует зависимость характера диффузионных зон от типадиаграммы состояния.Металлы, образующие системы с неограниченной взаимной 2 растворимостьв жидком и твердом состоянии, легко диффундируют с образованием, твердыхрастворов переменной концентрации.Ограниченная растворимость металлов друг в друге в твердом 2 состоянииприводит к скачку концентраций на границе раздела.
Величины концентрацийодного 2 элемент в другом соответствуют положению линий предельнойрастворимости [1].При взаимодействии жидкого и твердого металлов, которые в 2 соответствии сдиаграммой состояния могут образовывать химические соединения, впромежуточной зоне неизбежно возникают эти соединения, Образованиесоединения происходит путем непосредственной реакции на поверхностиконтакта. Чаще всего (хотя и не всегда) первой возникает фаза, обладающаямаксимальной теплотой образования. Возникшая в результате 2 реакцииинтерметаллическая фазе в дальнейшем растет по законам диффузии; рост слоякаждой 2 фавн во времени подчиняется параболическому закону.В результате неровности поверхности, различной степени локальнойдефектности структуры твердого материала или активируемости по 2 фронтудиффузии возникают отдельно и избирательно изолированные 2 зародыши,химического соединения.
Затем рост соединений идет по поверхности раздела 250фаз (как мест с наиболее активируемой диффузией) до их слияния. Вдальнейшем рост химического соединения происходит фронтально, 2 толщинапрослойки непрерывно увеличивается во времени. При наличии в контактесплошного интерметаллидного слоя (больше 3 мкм) пластичность и прочностьсоединения из легированных сталей начинает быстро снижаться, Этообъясняется высокой хрупкостью образующейся фазы.
В биметалле алюминий-медь особенно значительное снижение прочности наблюдается при толщинеинтерметаллической зоны более 8 мкм.Минимальная ширина зоны диффузии, обеспечивающая прочностьсоединения, равна 1,5–2 мкм по обе стороны от стыка, а получаемая реальноширина зоны диффузии составляет 120–130 мкм 2 или 540 мкм.Технологические параметры получения биметаллических соединенийоказывают влияние на структуру и прочность [1].Основным фактором, влияющим на свойства зоны сплавления, 2 являетсяскорость охлаждения, действительно, изменяется распределение примесей,дендритная 2 ликвациями, и при большой скорости охлаждения можнореализовать переход жидкой фазы в гомогенную твердую фазу.
2Бездиффузионная кристаллизация приводит к образованию твердого раствора,идентичного по составу с жидкой фазой.Уменьшение температуры заливки чугуна способствует размельчению зерна,а при заливке "холодным" чугуном металлы не сплавляются.Температура нагрева твердого металла определяет прочность соединения.При одной и той же температуре нагрева чугуна -1200 С свариваниеотсутствует при температуре нагрева подложки 600–700 С, частичнополучается при нагреве до 800 С; полное сваривание начинается с 900 С.При получении биметаллических изделий с участием жидкой фазывыделяются предварительная подготовка реагируемых поверхностей твердоготела, раскисление металла, 2 нанесение и формирование покрытия.51Подготовка поверхности заключается в удалении окалины, масляных,жировых пятен и т.
д.После соответствующей обработки изделия, 2 преследующую цель очиститьповерхность от микрочастиц различной протяженности, необходимопозаботиться о снижении или устранении действия тончайшей окисной пленки,минимальная толщина которой составляет не менее 20 2 мкм.Заливка может проводится в восстановительной среде, что, даетвозможность обойтись без применения флюсов.
При отсутствии специальнойустановки восстановительная среда может быть создана двумя способами. Прикрупносерийном производстве она создается с помощью древесного угля(карбюризатора), который засыпается вокруг заготовки. При сгорании углеродаобразуется восстановительная среда, состоящая из окиси углерода. Примелкосерийном и единичном производстве втулок иногда используетсястержень, имеющий в своем составе значительное (50 %) количестводревесного угля. Вследствие неполного сгорания древесного угля присоприкосновении с жидким металлом, а также соседства с нагретой заготовкойвнутри формы создается восстановительная атмосфера.
Для восстановленияцилиндрического блока пневматического молота путем заливки разделаннойтрещины расплавом был применен подогрев газовой горелкой. Восстановлениеокислов на границе соединения металлов происходит за счет действияхимических элементов шестикомпонентного самофлюсующегося сплава [1].Удаление окислов восстановительным пламенем газовой горелки описано вработе. В момент заливки место контакта расплава с подложкой непрерывнообрабатывается восстановительным пламенем газовой горелки, чтоспособствует полному удалению окисных пленок и образованию прочногосоединения. Жидким металлом является также самофлюсующийся сплав.При нагревании подложки могут быть созданы такие условия, при которыхимеющаяся окисная пленка может раствориться.
Это происходит в тот момент,52когда весь кислород окружающей среды израсходуется и, дальнейшая диффузияатомов металла к поверхности будет приводить к обогащению металлическимиатомами и уменьшению или исчезновению окисной пленки. Для ограниченияобъема применялся колпачок, который с момента израсходования под нимкислорода начинает играть роль экрана.
При очень малом пространстве очисткаповерхности при нагреве, по-видимому, может происходить в неглубокомвакууме или даже в том случае, если в рабочем пространстве имеется воздух.Раскисление проводится с целью ограничения доступа газов окружающейсреды в расплавленный металл, причем нормы расхода раскислителя обычные.Нанесение (а также формирование покрытия) может осуществляться приокунании, получении расплава и 2 подогрева подложки в индукторе, заливкойрасплава в форму или на поверхность изделия. 2Различные теоретические, научные выкладки, посвященные проблемеполучения биметаллических изделий, решают отдельные задачи. Поэтому приразработке технологии восстановления или изготовления биметаллическогосоединения в отдельных моментах трудности могут быть и не преодолимыми.Получение прочного биметаллического соединения является важнейшим звеномпри решении этих задач [1].4.2 13 Методы исследования и оборудованиеПри изучении структуры контактных слоев применялось увеличение от 100до 2000 2 раз на микроскопе МИМ-8М.При измерении микротвердости на приборе ПМТ-3 применялась нагрузка.50 граммов.В 2 водоохлаждаемой печи предусмотрены два горизонтальных разъема и трисмотровых окна.
В дно печи встроены четыре электрода, с помощью которыхосуществляется ведение процесса в широком диапазоне температур: наподложке до 1000 С, на верхнем нагревателе до 1550 С. Для изготовления 253нагревателей различной 2 конструкции использовался тантал, вольфрам,молибден, графит.В 13 связи с технологической необходимостью вода подавалась для охлаждениякамеры диффузионного насоса, электродов и печи.Для создания вакуума были использованы механический роторныйвакуумный насос ВН-461 и диффузионный паромасляный насос ВН-01-1.Глубина вакуума контролировалась ионизационно-термопарным вакуумметромВИТ-2 при использовании в качестве 2 датчике термопарной манометрическойлампы ЛТ-2.Измерение температуры подогрева образца и плавления металлапроизводилось с помощью переносного потенциометра ПП-63 класса 0,5 (ГОСТ9245-68) и вольфрамрениевых термопар (ТУ11-72 0.021.142ТУ) ВР-5 / ВР-20,градуировка 1, градуировочная таблица по ГОСТ 3044-74.После получения вакуума нужной глубины в печи включается нагревподложки, который проводится до заданной температуры.
Только притемпературе нагрева подложки, соответствующей по эксперименту, включаетсянагрев покрытия. Во всех экспериментах, проведенных на установкерасплавленной капли, температура расплава принималась равной температуре 2его плавления, так как жидкая капля падала со стержня. Для каждой парыматериалов и температуры проводилось до пяти опытов [1]. 2Для получения жидкого металла в лабораторных условиях использовалиустановку токов высокой частоты ЛП3-67В.Расплавленный металл раскислялся ферросилицием марки ФС-75 вколичестве 3 % от веса расплавляемого металла.Подогрев подложки осуществлялся в камерных печах лабораторного типаили в печи Н-45.544.3 Исследование структуры переходных зон и прочности соединенияжелезоуглеродистых биметалловКонцентрация химических элементов в соединяемых частях изделия илибиметалле значительно изменяется только вблизи границы раздела. Априорноможно утверждать, что без диффузионного перемещения атомов через границураздела прочного соединения не образуется.Большинство исследований, однако, посвящено переходам через границуконтакта атомов легирующих элементов: хрома, никеля и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
