Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

2.3.4 Насыщение соединениями хрома

Диффузионное хромирование — процедура насыщения плоскости сплава хромоногом и его синтезами. Процедура дифузного хромирования имеет возможность применяться с целью увеличения жаро-, износо-, кавитационной и коррозийной стойкости элементов автомобилей и прибора в машиностроительной, хим, приборостроительной и прочих секторах экономики индустрии.

Хромированные изделия обладают повышенной окалиностойкостью до температуры 800 С, высокой коррозионной стойкостью, а при содержании хрома в поверхностном слое 0,3 и не более 0,4 % — повышенной твердостью и износостойкостью. Хромированию можно подвергать изделия, изготовленные из любых марок стали. Его проводят в высокотемпературных печах. Хромированные детали подвергают внешнему осмотру. Контроль качества, твердости и глубины слоя проводят по образцам-свидетелям. Качество слоя определяют травлением, глубину слоя — по микрошлифам, твердость измеряют прибором Виккерса при нагрузке от 0,6 до 1 кгс (6—10 Н).

Недостатки хромирующих составов: малая скорость формирования покрытий, применение в процессе насыщения герметичных контейнеров из жаростойкой стали, необходимость повторного нагрева при последующей термообработке хромированных деталей. Интенсифицировать процесс насыщения, отказаться от использования тиглей из жаростойкой стали, совместить процесс хромирования с нагревом под термическую обработку и повысить технологическую и экономическую эффективность процесса.

Хромирующий состав наносят на поверхность, подлежащую упрочнению, слоем 1—3 мм. Насыщение ведут при 900—1200 °С в течение 0,5—6 ч. Нагрев может осуществляться как в воздушной атмосфере, так и в соляных ваннах.

2.3.5 Насыщение сложными соединениями

Ванадирование. Применяют при изготовлении инструментов из малолегированных быстрорежущих сталей. Недостатком состава является малая глубина диффузионного слоя, не позволяющая производить заточку инструмента. Повышение износостойкости, прочности, пластичности и режущей стойкости инструмента может быть обеспечено использованием состава по а. с. 533670.

Упрочнение осуществляют нагревом инструмента до 1040—1050 СС в порошковой смеси, содержащей 16 % свежего карбюризатора, 40 % феррованадия, 1 % хлористого аммония, окись алюминия остальное. Частицы феррованадия размельчают до грануляции 0,1—0,4 мм. Смесь тщательно перемешивают и засыпают в ящик слоем 20—30 мм, на который укладывают инструмент. Насыпают опять слой 20—30 мм, укладывают новый ряд деталей и т. д. Ящик герметизируют шамотной глиной. После окончания выдержки (6 ч) ящик охлаждают на спокойном воздухе до нормальной температуры и затем разбирают. Глубина диффузионного слоя составляет 1,4—1,6 мм. После диффузионной обработки инструмент подвергают закалке с 900 °С и отпуску при 150 °С (режим обработки на первичную твердость). Применительно к быстрорежущим сталям Р18, Р12, Р6МЗ свойства слоя: твердость поверхности после насыщения HRC 48—51; после закалки при 900 °С HRC 67—70; после отпуска при 150 °С HRC 67—70. Механические свойства повышаются на 20—40 %, износостойкость на 50—100 %, стойкость режущего инструмента в 2—5 раз.

Карбованадийтитанирование – это комплексное диффузионное насыщение карбидами ванадия и титана поверхностей деталей, штампов и пресс-форм, изготовленных из инструментальных углеродистых или легированных сталей. Добавление небольшого количества регенерирующей смеси сохраняет на одном уровне карбо-легирующую способность смеси основного количества, позволяя ее использовать до 65 раз. Вследствие активности смеси предупреждается обезуглероживание деталей при насыщении. На поверхности деталей получается диффузионный слой повышенной твердости и износостойкости (в 5-7 раз) выше, чем при обычных методах термической обработки.

Циркотитанирование применяется для упрочнения твердосплавных инструментов, в частности вольфрамокобальтовых и титановольфрамо-кобальтовых режущих пластин путем диффузионного насыщения их поверхности соединениями титана и циркония. Карбидные покрытия из циркония, титана и ниобия, нанесенные на поверхность твердых сплавов, улучшают эксплуатационные характеристики инструмента: повышают твердость, жаростойкость, стойкость против образования лунок, снижают адгезию режущего инструмента с обрабатываемым материалом. В результате срок службы инструмента возрастает в несколько раз. Процесс можно осуществить методами диффузии и осаждения из газовой фазы или диффузионным насыщением из твердых порошков.

Циркосилицирование применяют для повышения жаростойкости, кислостойкости и в некоторых случаях износостойкости рабочих поверхностей деталей машин, инструмента и технологической оснастки. Выполняют в порошковых средах, содержащих окислы кремния, циркония, алюминия и хлорид аммония в качестве активатора процесса. Температура процесса 1100 °С, продолжительность 4 ч.

2.4 Упрочнение методами электролитического осаждения и растворения

2.4.1 Хромирование

Применение метода твердого износостойкого хромирования для увеличения величин износостойкости получило при упрочнении деталей машин, контрольного, измерительного и режущего инструмента, и формообразующих элементов штампов и пресс-форм, дыропробивных пуансонов и матрицу. Технология хромирования следующая: выполняют обезжиривание электрохимическое анодное; выполняют промывку в теплой воде, промывку в холодной воде; осуществляют декапирование; выполняют повторную промывку в холодной воде; выполняют анодную обработку; проводят процессы хромирования; выполняют улавливание хрома в электролите; деталь обрабатывают в растворе метабисульфита натрия; выполняют промывку в холодной воде с последующей сушкой; выполняют обезводороживание. Перед хромированием выполняют предварительную шлифовку или полировку.

Проведение промывки детали в воде осуществляется для удаления с деталей продуктов после реакций, которые остались на поверхности после ывполнения обезжиривания, декапирования и обработки хромированных деталей в растворе метабисульфита натрия. При увеличенном количестве солей жесткости выполняют последнюю промывку в водопроводной воде перед выполнением хромирования, а перед сушкой проводят в конденсате или деминерализованной воде. Детали методом смывания или путем погружения в ёмкость, которая обеспечена устройством для перемещения деталей с помощью воздуха. Различают два способа обмывки, первая - погружением, вторая - под душем.

Для легкой полировки хромовое покрытие, осажденное из электролита, беспористое, должно иметь толщину слоя не менее 50 мкм. При этом методе скорость создания слоя хрома в электролите не более 60 мкм/ч. Необходимо отметить, что электролит не требует заблаговременной обработки и имеет большую производительность.

При выполнении работ контроль качества хромированных изделий выполняют визуально по внешнему виду, в том числе прочность сцепления с основным металлом, а также толщину слоя покрытия. Контроль твердости и износостойкости выполняют при наличии требований технологического процесса на изготовления и ремонт инструмента. Внешний вид покрытия контролируют поштучно визуальным осмотром деталей, при этом используют стандартные образцы.

2.4.2 Никелирование

Типовой технологический процесс никелирования состоит из таких операций: выполнение обезжиривания в органическом растворителе; осуществление сушки или обезжиривания химическими способами; проведение обмывки в воде; выполнение обезжиривания электрохимическими способами; промывка в воде; выполнение декапирования; промывка в воде; выполнение никелирования электрохимическим способом; осуществление улавливания; выполнение промывки в воде; просушка поверхности; визуальный контроль. Перед никелированием восстанавливаемую поверхность шлифуют и полируют.

В целях повышения износостойкости рабочей поверхности применяют покрытия с электролитическими осаждениями твердого пористого слоя сплава никеля с кобальтом, штампов и обеспечения ее постоянной смазки с последующими работами по расширению пор и пропиткой политетрафторэтиленом по установленным требованиям.

После никелирования следует производить улавливание никеля из электролита и его обезвреживание. Затем детали сушат. Режимы и способы выполнения этих операций, а также составы ванн для их выполнения аналогичны применяемым при хромировании. Контроль качества никелевых покрытий проводят по следующим основным показателям: внешний вид, толщина покрытия, отсутствие пор и прочность сцепления с основным металлом. Методы контроля аналогичны используемым при хромировании.

2.4.3 Электрофоретическое упрочнение

Способ получения композиционных покрытий с железной матрицей, армированной дисперсными частичками. Осуществляется осаждением порошковых покрытий на рабочие плоскости железных составных частей трудоемкое конфигурации, к примеру, составных частей пресс-форм, стереотипов, мерительного инструмента, гидрораспределительных приборов, разной технологической оснастки. Технологический процесс нанесения покрытия безвольфрамового твердого сплава на базе карбида хрома с никель-фосфорной связкой состоит из 2-ух ключевых операций: электрофоретического осаждения смеси порошкообразных компонентов покрытия и припекания электрофоретического осадка к металлической подложке, осуществляемого при 1160—1180°С в защитной безокислительной среде или же в вакууме.

Покрытие имеет высшую адгезию к подложке; разрушение покрытия при деструкции наблюдается ранее, чем отслоение его от подложки. Ввиду того, что коэффициенты термического расширения материала покрытия и стали ориентировочно схожи, в случае надобности вполне возможно проводить термическую обработку элементов с покрытием по обыкновенным режимам, без боязни растрескивания покрытия.

Это, и еще высочайшая жаростойкость покрытий дает возможность использовать их для защиты элементов, испытывающих одновременное действие механических нагрузок, высочайшей температуры и абразивной среды.

2.4.4 Электрохимическое полирование

Один из наиболее эффективных методов повышения стойкости инструментов путем уменьшения шероховатости поверхности, снижения коэффициента трения инструмента об обрабатываемые детали и стружку, исключения прижогов поверхности. Сущность процесса — анодное растворение металла в электролите. При шлифовании поверхностей деталей часто наблюдается появление прижогов и микротрещин, что вызывает местные напряжения и преждевременный выход детали из строя.

Дефекты могут быть устранены электрохимическим полированием, снимающим поверхностный дефектный слой и формирующим поверхность повышенной чистоты. Преимущество метода — высокая производительность, не зависящая от физико-механических свойств обрабатываемого материала и формы изделия. Статические характеристики металла — предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение — практически не изменяются. Основное отличие поверхности, полированной электрохимическим путем, от механически обработанной — отсутствие следов деформации, прижогов и структурных изменений.

Электролиты для электрополирования не универсальны, их полирующая способность к различным металлам ограничена. Подбор электролитов и режимов электрополирования для многокомпонентных легированных сталей выполняют с учетом содержащихся в них присадок металлов, вызывающих значительные отклонения электрохимических параметров анодной обработки по сравнению с чистым железом. Это приводит к избирательному растворению участков металла, различных по своим свойствам.

2.5 Упрочнение методами химического осаждения из растворов

Упрочнение методами химического осаждения на поверхность инструмента в виде фрез, специальных резцов, сверл, зенкеров, метчиков, плашек и деталей, работающих на истирание, что обеспечивает эффективную защиту от кор­розионного повреждения, при этом происходит увеличение свойств износостойкости.

Детали которые подлежат фосфатированию обезжиривают электрохимическим способом, промывают в холодной воде и направляют на декапирование соляной кислотой, при температуре не менее 50 и не более 60 градусов на период 20 минут.

После проведения фосфатирования деталей на поверхностях создаётся фосфатная мелкокристаллическая пленка, которая имеет цвет светло-серый и обладает отличными антикоррозионными свойствами. Изменение состава раствора по кислотности при фосфатировании выполняют исходя из условий одной доли соли и 3 долей цинка азотнокислого в пропорциях. Раствор обновляют добавлением фтористого натрия по 3 доли с периодичностью 2 раза в неделю.

Процессы травления обезжиривания, и фосфатирования выполняют одновременно. При этом раствор добавляют в качестве ускорителя азотнокислый цинк, а также для создания стабильности раствора и увеличения прочности пленки борную кислоту, для уменьшения шламообразования добавляют оксалат цинка (щавелевокислый цинк), а нитрат кальция придаёт мелкокристалличность и значительное повышение эластичности покрытия.

Приготовление состава раствора для выполнения обезжиривания, травления и фосфатирования выполняют в дистиллированной воде. Данный метод приготовления придаёт значительные свойства шламообразование, долговечность раствору, а также покрытия приобретает коррозионную стойкость.

Технологический процесс фосфатирования выполняется путём опускания деталей на подвески в барабан, далее происходит обработка деталей в горячей воде на протяжённости от 4 до 5 мин в случаях незначительного загрязнения. Выполнение предварительной очистки осуществляется в растворе с три-натрийфосфатом с мыльным спиртом. Выполнение фосфатирования в растворе делают одновременно с обезжириванием, травлением и фосфатированием при температурном режиме от 50 до 55 градусов в течении 20 минут. Промывка после фосфатирования деталей выполняется в теплой воде при температурном режиме от 50 до 60 градусов, затем в горячей проточной воде при температурном режиме от 70 до 80 градусов с погружением 3-4 раза. Просушку детали осуществляют сжатым воздухом при температуре от 70 до 80 градусов в течении 9 минут, с дальнейшей пропиткой масла.

Для повышения свойств антикоррозионных используют пропитки для деталей типа УКРИНОЛ-11 с концентрацией от 40 до 100 грамм на литр. Режим пропитки выполняют при температуре от 60 до 75 градусов в течении 4 минут.

Характеристики

Список файлов ВКР