Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Ф Ф~ О ~Ф ('Ц ~+о Мд ~Ф О„ + о --МФ Х(ч+ + Ф о2 Ф ФФ ~Ф ~ М"Ъ 4Р я+ 3 ~Я ~й ~1 $% 1„ Я с~ 1 ~ ФФО Циркуляцнонное диффузионное насыщение из газовых смесей (ДГЦ). В замкнутой рабочей камере установки отсутствуют нейтральные (балластные) составляющие газовой смеси. Перенос диффундирующего элемента на обрабатываемые детали осуществляется в результате обратимых химических реакций.
По сравнению с порошковым и прямоточным способами насыщения циркуляционное является более производительным, безвредным и экономичным. Диффузионное насыщение в кипящем слое (ДКС). Псевдоожиженная среда в тигле печи получается в результате продувки газом засыпки, состоящей из твердых мелких частиц (например, корунда). Продувая соответствующие газы, в кипящем слое проводят цементацию нлн нитроцементацию стальных изделий. Продувая смесь аргона с йодом через слой, состоящий из порошка оксида алюминия и кремния (10 %), получают силицидное покрытие на молибдене.
Диффузионное насыщение из порошковых смесей с активаторами (ДПО). Герметизированные контейнеры с обрабатываемыми деталями, засыпанными порошковой смесью, загружают в печь для изотермнческой выдержки. Порошковая смесь состоит из диффундирующего элемента или сплава на его основе, порошка шамота или оксида алюминия. В качестве активаторов в количестве 1-7 % (мас.) добавляют галогениды аммония, чаще хлористый аммоний, которые значительно ускоряют процесс диффузионного насыщения вследствие образования субгаяогенидов днффундирующего элемента.
Разновидностью диффузионного насыщения нз порошковых смесей является ДПМ. Источником диффундирующего элемента в этом случае является его оксид. В состав смеси входят восстановитель — алюминий — н активатор. Во избежание перегрева для поглощения теплоты алюмотермической реакции восстановления в смесь вводят балластную добавку в виде порошка оксида алюминия. Диффузионное насыщение из легированных металлических расплавов (ДРМ). Протравленные и промытые изделия после небольшой выдержки в слое флюса погружают на некоторое время в расплав.
После охлаждения на воздухе для ответственных изделий проводят диффузионный отжиг при 950-1 ООО С. Диффузионное насыщение из расплавов солей (ДРС). В расплав, состоящий из смеси солей хлористого бария и натрия, добавляют днффундирующнй элемент и его галогеннды. Во время изотермической выдержки деталей при 1000-1200 С происходит диффузионное насыщение (например, хромирование). Диффузионное насыщение нз суспензий шликерным способом (ДШ) заключается в том, что суспензию наносят окраской, окунанием или пульвернзацией на хорошо очищенные поверхности детапей, а после сушки на воздухе отжигают в вакууме, «ргоне или в воздушной атмосфере.
Температура и время отжнга в печах определяют толщину диффузионного покрытия. Суспензию приготовляют нз тонких порошков диффундирующих элементов и органического (жидкого) связующего. Диффузионное насыщение нз паст (ДЭП) отличается от шликерного способа высокой производительностью вследствие скоростного электронагрева ТВЧ поверхности обрабатываемой детали, на которую нанесен слой пасты. Пасту приготовляют из тонких порошков диффундирующего элемента, флюса (например, криолита) и связующего (например, гидролизнрованиого зтилсиликата).
В состав различных паст входят, как правило, галоидные соединения, которые активизируют диффузионное насыщение, 462 Электролизное диффузионное насыщение из расплавов солей (ДЭС) основано на пропускании постоянного тока через расплав соли. Обрабатываемая деталь является катодом, а графитовый электрод или тигель печи — анодом. В результате протекающих в ванне электролизных процессов диффузионное насыщение интенсифицируется. Наиболее разработанным является способ электролнзного борирования в расплаве буры.
Ионное легирование, или импла~ггация (ИЛ), поверхности возможно при больших энергиях бомбардирующих ионов. Ускорители, дающие пучки ионов бора с энергией в несколько сот килоэлекронвольт, позволяют получить глубину имплантации в кремний всего 1 мкм. Для более тяжелых ионов и больших глубин имплантации требуются более мощные ускорители. Можно «вбивать» атомы любого элемента в любой материал. Ионная химико-термическая обработка (ИХТО) — прогрессивный способ азотирования, цементации, нитроцементации, силицирования, алитирования и т. д. в ионизированных газовых средах. В специальных установках все поверхности обрабатываемых деталей (катодов) бомбардируются ионами диффундирующих элементов в плазме тлеющего разряда, в результате чего происходит очистка, разогрев и диффузионное насыщение деталей. Для высокотемпературных процессов (цементацня, силнцирование и др.) вводят дополнительный радиационный нарев деталей, В результате автоматизированного управления процессом получается диффузионное покрытие высокого качества.
Конденсация покрытия при ионной бомбардировке (КИБ) осуществляется в специальных установках («Булат», «Пусю> и др.). После ионной очистки обрабатываемой поверхности (катода) распыленные электродугой частицы металла соединяются с подаваемым в установку газом (например, азотом) и осаждаются на изделие (например, в виде ннтрида титана). Композиционные электролнтические покрытия (КЭП) отличаются от обычных гальванических тем, что содержат мелкие твердые частицы (до 100 мкм), придающие покрытию износостойкие или антифрикциониые свойства.
В электролит вводят карбиды, нитриды, бориды, оксиды, сульфиды и другие частицы в зависимости от назначения покрытия. Лазерное поверхностное легирование (ЛПЛ) позволяет осуществлять локальную химико-термическую обработку при скоростном нагреве поверхности лазерным лучом. Диффундирующий элемент в виде порошка, составляющей насты или гальванического покрытия наносится на обрабатываемую поверхность детали нлн поступает из окружающей ее газовой среды.
Элекгролитическое осаждение металлов (ОЭГ), или гальваническое покрытие. Перед нанесением гальванического покрытия поверхность детали необходимо тщательно очистить (обезжирить и протравить). Плотность тока на поверхности катода (детали), температура и состав электролита обеспечивают заданное качество покрытия.
Гальваническим способом можно осаждать не только металлы, но и сплавы. Плакнроваиие листами металла (ПЛ) осуществляют на прокатных станах при соответствующей подготовке плакируемой поверхности. Полимерные листы приклеивают к защищаемой стальной поверхности. Плакирование намоткой (ПН) производят на специальных станках, используя металлическую или полимерную ленту. Плазменное напыление покрытий (ПНП) отличается большой производительностью и универсальностью, так как в плазменную высокотемпературную струю вргона, направленную на обрабатываемую поверхность изделия, можно вводить смеси порошков любых тугоплавких материалов.
Однако и плазменные покрытия имеют значительную пористость (около 10 %). 463 Детонвционный способ (СД) позволяет получить беспористые покрытия на наружных поверхностях изделий. Обрабатываемую поверхносп обстреливают горячими частицами (около 3000 С) материала покрытия. В стволе специальной установки периодически взрывается смесь ацетилена с кислородом. Химическое осаждение из газовых смесей (ХОГ) осуществляют в реакторах при 700-1000 С, куда загружают обрабатываемые детали.
Через реактор с определенной скоросп ю продувается газовая смесь, которая, например, при осаждении ннтрида титана может состоять из тетрахлорида титана, водорода и азота, а при осаждении оксида алюминия — нз треххлористого алюминия, углекислого газа н водорода. Этим способом получают многослойные покрытия на твердых сплавах, состоящие, например, из слоев оксида алюминия, ннтрида титана и карбида титана, Химическое осаждение из растворов (ХОР).
Основано на выделении металлов из солей химическими восстановителями. Например, никелирование осуществляется в результате взаимодействии хлористого никеля с гипофосфитом. Электроискровое поверхностное легирование (ЭПЛ) основано на электрофнзическом переносе материала анода на катод — деталь. Слои покрытия формируются в короткое время при больших скоростях нагрева и охлаждения из жидкой н паровой фазы с вкраплениями твердых частиц при взаимодействии с кислородом и азотом воздуха. На обкладках конденсатора установки вначале накапливается электрическая энергия, кото- рая затем мгновенно освобождается между вибрирующим анодом и деталью.
6.8. Материалы для криогенной техники Криогенную технику используют в металлургии, химической промышленности, ракетной и авиационной технике, приборостроении, криобиологии, криомедицине и т. д. По функциональному назначению эта техника связана с получением сжиженных газов (кислорода, азота, водорода, гелия, инертных, а также природных на основе органических соединений), их транспортированием и хранением в сжиженном состоянии или использованием в качестве рабочих тел. Ниже указаны температуры кипения сжиженных газов при нормальном давлении, которые одновременно указывают на температурные области применения конструкционных материалов в криогенной технике: Газ........
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
