Виды диффузионной металлизации
Диффузионная металлизация – это способ обработки стали и других металлов, при котором поверхностный слой изменяется посредством внедрения молекул других элементов.
Согласно данному признаку металлизация делится на:
- силицирование (насыщение стали кремнием),
- борирование,
- алитирование (насыщение алюминием),
- цинкование,
- титанирование,
- хромирование.
В зависимости от состояния среды, в которой происходит металлизация, различают металлизацию:
- в газообразной среде,
- в жидкой среде,
- в твердой среде.
Диффузионное хромирование
Диффузионное хромирование – это способ химико-термической обработки, который заключается в диффузионном насыщении поверхности металлических изделий хромом.
Благодаря диффузионному хромированию в порошках достигаются:
- увеличение размеров изделий,
- высокая концентрация хрома на поверхности - до 80 %,
- равномерное покрытие всех частей поверхности изделия,
- прочная связь слоя диффузии с металлической основой.
Диффузионное хромирование придает изделию особые физико-химические свойства, которые позволяют увеличить ресурс изделий, которые эксплуатируются в условиях термических ударов, коррозии под напряжением в среде уксусной или азотной кислоты, ползучести при увеличенной температуре, износа в результате трения, знакопеременной нагрузки, эрозии. Плюс к этому диффузионное хромирование позволяет улучшить магнитные характеристики электротехнической стали. Данному процессу могут подвергаться стальные изделия любой формы, которая позволяет осуществлять контакт с хромирующим порошком. Степень шероховатости поверхности изделия после процесса диффузионного хромирования несколько уменьшается или остается неизменной.
Выбор стали для диффузионного хромирования и разработка технологического процесса
В первую очередь выбор стали для диффузионного хромирования определяется условиями эксплуатации, назначением изделия и целью, с которой осуществляется поверхностное упрочнение. При выборе марки стали должно учитываться, что при хромировании поверхность изделия приобретает особые физико-химические свойства, которые дают возможность применения низколегированных и углеродистых сталей вместо сложнолегированных сплавов и сталей. В случае хромирования изделий ответственного назначения применяются хорошо раскисленные стали с ограниченным содержанием в них вредных примесей. Выбранная для диффузионного хромирования сталь должна обеспечивать полную работоспособность готового изделия. В первом случае это может быть достигнуто при помощи термической обработки, а во-втором разработкой оптимальных режимов процесса диффузионного хромирования.
Существуют два варианта проведения диффузионного хромирования с использованием смеси порошков. Первый заключается в использовании контейнера с плавким затвором, обеспечивающего герметизацию реакционного пространства и позволяющего осуществлять нагрев в обычной термической печи. Второй вариант подразумевает применение контейнера без плавкого затвора при использовании специальной печи, в которой, чтобы защитить от окисления хромирующую смесь, применяются инертные газы. Сам процесс диффузионного хромирования состоит из следующих этапов:
- Приготовление порошка.
- Подготовка изделия.
- 3агрузка изделий в контейнер.
- Осуществление процесса хромирования.
- Выгрузка и очистка деталей, использование отработанного порошка.
Компоненты, которые входят в состав смеси для хромирования, измельчаются до размеров 150-600 микрометров. Наличие посторонних примесей недопустимо. Предварительно компоненты должны взвешиваться на специальных весах. Смеси для хромирования могут быть использованы повторно максимум 30 раз. Расход хрома на один квадратный метр обрабатываемой поверхности составляет не более 400 грамм. После трех использований смеси осуществляется ее активирование посредством добавления 3 % хлористого аммония или 0,5 % йодистого аммония. Диффузионному хромированию изделия подвергаются после механической обработки, у которых сухая и чистая поверхность. Обезжиривание поверхности может осуществляться любым способом, например, при помощи растворителя. Форма и размеры контейнеров подбираются в соответствии с габаритами и формой изделия. Контейнеры с плавким затвором делаются из жаропрочной стали. Если используется контейнер без автора, то в качестве материала для него могут быть использованы низколегированные стали. После диффузионного хромирования смесь засыпается в герметическую тару. Перед повторным использованием ее просушивают при температуре от 150 до 250 градусов по Цельсию и в случае необходимости измельчают.
