Конструкциялық материалдар және термоөңдеу Конструкционные материалы и термообработка Constructional materials and heat treatment Учебное пособие для специальности: 5В071200– «Машиностроение»
жүктеу/скачать 1,99 Mb. Pdf көрінісі
|
| Дәріс №8.
Химиятермиялық өңдеу. 1. Цементтендіру. 2. Азоттандыру. 3. Циандандыру. 4. Диффузиялық металдандыру. Химиятермиялық ӛңдеу (ХТӚ) деп болаттың беткі қабатының химиялық құрамын, құрылымын және қасиеттерін ӛзгерту мақсатымен ӛңделетін бұйымның беткі қабатын кӛміртекпен, азотпен, басқа да элементтермен диффузиялық қанықтыру процесін айтады. Процесс жоғары тепературада ӛтеді. ХТӚ үшін бұйымға температуралық және химиялық әсер етіледі. ХТӚ болатты беттік беріктендіру тәсілдерінің бірі болып табылады. ХТӚ процесі 3 сатыдан тұрады: 1) қанықтыруда қолданылатын химиялық қосылыс атомдарға ыдырайды 2) атомдар болаттың беткі қабатына отырады (абсорбциясы) 3) атомдардың беткі қабаттың тереңдігіне енуі (диффузиясы) ХТӚ келесі негізгі түрлерін ажыратады: 1) цементтендіру 2) азоттандыру 3) циандандыру 4) диффузиялық металдандыру Цементтендіру деп болаттың беткі қабатын кӛміртекпен диффузиялық қанықтырып, бетіндегі кӛміртек мӛлшерін арттыру процесін айтады. Цементтендіруге аз кӛміртекті болаттарды жатқызады. Аз кӛміртекті болаттар шынықтыруға келмейді. Сондықтан олардың беткі қабатындағы кӛміртек мӛлшерін байытып алып, яғни цементтендіруден ӛткізіп, кейін шынықтырып босатады. Цементтендірудің мақсаты – болаттың беткі қабатының қаттылығы мен тӛзімділігін арттыру. Цементтендіру+босату+шынықтыру нәтижесінде беткі қабаттың қаттылығын артып, ӛзегінің тұтқырлығы мен пластикалығы сақталады. Цементтендіруді үйкеліс жағдайында жұмыс жасайтын, тӛзімділікті талап ететін бұйымдарға арналады. Мысалы, тісті дӛңгелектерді цементтендіру. Процесті ӛткізу үшін сұйық, газ және қатты орталарды пайдаланады. Қатты орта (карбюризатор) құрамы: ағаш кӛмір 70%; ВаСО 3 20-25%; СаСО 3 5%. Осы ортаны темір жәшік ішіне салып, ішіне ӛңделетін бұйымдарды кӛмеді. Жәшікті мұқият жауып, ауа кірмейтіндей етіп саңылаусыз сылайды. Температураны 900-950ºC дейін жеткізеді, 1 сағат ішінде кӛміртек беткі қабатының 0,1мм енеді. Беткі қабаттағы кӛміртек мӛлшерін 1% дейін жеткізеге болады. Процесс ұзақ жүреді. Қатты карбюризатордағы процестер келесідей ӛтеді. І-саты: ВаСО 3 +С t ВаО+2СО 48 2СО Fe t 0 СО 2 + ŕňîě c ІІ-саты: С-а ІІІ-саты: диффузия Қатты карбюризаторда процесті ӛткізу оңай жүзеге асады. Бірақ процесс ұзақ жүреді. Сондықтан қатты карбюризаторда цементтендіруді кӛбінесе жеке ӛндірісте қолданады. Жаппай және ірі сериялы ӛндірісте газ күйдегі карбюризаторды қолданады. Себебі процесс автоматтандырылған. Процесс ұзақтылығын қысқартуға ӛндіріс ӛнімділігін арттыруға мүмкіндік туады. Газ бен цементтің жылдамдығы 0,12-0,15мм/сағ. Цементтендіруге механикалық ӛңдеуді ӛткен, бірақ термиялық ӛңдеуді ӛтпеген детальдарды жатқызады. Цементтендіруден кейін шынықтыру мен тӛменгі босатуды ӛткізеді. Сонықтан деталь бетінде ӛңдеуден кейін қаралай және тазалай ажарлауға арналған металл қабатын қалдырады. Азоттандыру деп болаттың беткі қабатын азотпен диффузиялық қанықтыру процесін айтады. Азоттандыруға кӛбінесе машина детальдарының беткі қабатының қаттылығын, беріктігін, тозуға тӛзімділігін, атмосфера жағдайында коррозияға тӛзімділігн арттыру үшін қолданады. Азотпен қанықтырылған қабат коррозияға тӛзімді болады. Азоттандыруды ӛткен қабаттың қаттылығы цементтендіруді ӛткен қабаттың қаттылығынан жоғары болады. Цементтендірілген қабаттың қаттылығы HRC 58-62. Сол бұйым ӛзінің қаттылығы HRC20. Азоттандырылған беттің қаттылығы 400-500ºC дейін сақталады. Цементтендірілген беттің қаттылығы 200-225ºC сақталады. Азоттандыруға кӛбінесе орташа кӛміртекті алюминий, хром, вольфрам, ваннадий, молибден элементтерімен легирленген болаттар жатқызылады. Кӛміртекті болаттарды азоттандыруда тек коррозияға тӛзімділігі артады. Аталған легирлеуші элементтер азот пен нитрид түзіп, беткі қабаттың қаттылығын, тозуға тӛзімділігінің артуын қамтиды. Азоттандыру ұзақ ӛтеді, 10 сағат ішінде 0,1мм тереңдікке ӛтеді. Сондықтан цементтендіруден гӛрі сирегірек қолданады. Бірақ айнымалы күштер әсерінде жұмыс жасайтын детальдар үшін беттік қабатының қасиеттеріне белгілі талаптар қойылғанда, азоттандыруды ӛткізу тиімді. Мысалы: иінді біліктің мойыншаларын, т.б. детальдарын ӛңдеуде қолданылады. Процесті кӛбінесе газ күйіндегі ортада ӛткізеді. Орта ретінде аммиакты пайдаланады. Процесс 500-600ºC ӛтеді. Кӛбінесе 0,4-0,6мм қалыңдықты ӛңдейді. Ол үшін 40-60сағат уақыт қажет. Кейін пешпен бірге суытады. Азоттандыруға механикалық ӛңдеуден (шынықтыру+жоғары босату) ӛткен бұйымдар жатқызылады. Азоттандырудан кейін бұйымды тек тазалай ажарлайды. Циандандыру деп болаттың беткі қабатын кӛміртекпен және азотпен қоса диффузиялық қанықтыру процесін айтады. Циандандыру мақсаты – 49 беткі қабаттың қаттылығын, коррозияға тӛзімділігін арттыру. Процесті сұйық, газ, қатты күйдегі орталарда ӛткізеді. Газ күйіндегі ортада циандандыруды нитроцементтендіру дейді. Кӛбінесе, сұйық күйдегі ортаны қолданады. Оның құрамы балқытылған цианит тұздарынан тұрады: 20-25% NaCN 25-50% Na 2 CO 3 25-50% NaCl Газ күйдегі орта ретінде 70-80% табиғи газ бен 20-30% аммиактан тұратын ортаны жұмсайды. Циандандыруды ӛткен қабаттың қасиеттері қыздыру температурасына тәуелді. Қыздыру температурасын 50-950ºС аралығында ӛткізеді. Ортаның температурасы артқан сайын бұйымның беткі қабатындағы кӛміртектің мӛлшері артады. Температура тӛмендеген сайын беткі қабаттағы азот мӛлшері артады. Соған байланысты циандандыруды жоғары температурада циандандыру және тӛменгі температурада циандандыру деп бӛледі. Жоғары температурада циандандыруды 800-950 ºС ӛткізеді. Беткі қабатқа кӛбінесе кӛміртек отырып, процесс цементтендіруге ұқсас ӛтеді. Жоғары температурада циандандыруды тісті дӛңгелектер сияқты машина детальдарына арнайды. Цементтендірілген қабатқа қарағанда циандандырылған қабаттың механикалық қасиеттері жоғары болады. Тӛменгі температурада циандандыруды 500-600ºС ӛткізеді. Процесс азоттандыруға ұқсас ӛтеді. Тӛменгі температурада циандандыруды кӛбінесе легирленген аспаптық болаттарға арнайды. 2-10 сағат ішінде қабаттың тереңдігіне 0,25-1мм ӛтеді. Жоғары температурада циандандырудан кейін болаттарды термиялық ӛңдеп, ажарлайды. Тӛменгі температурада циандандырудан кейін тек тазалай ажарлайды. Диффузиялық металдандыру деп болаттың беткі қабатын әртүрлі металдармен диффузиялық қанықтыру процесін айтады. Металдандыру нәтижесінде беткі қабат легирленеді деп санайды. Хроммен қанықтыру процесі – хромдау, алюминиймен - алитерлеу, кремниймен - силицийлендіру, бормен - борлау, т.б. деп аталады. Осы металмен қанықтырылған беткі қабаттардың ыстыққа тӛзімділігі, қаттылығы, тозуға тӛзімділігі артады. Орта ретінде балқытылған металдарды, балқытылған тұздарды немесе газ күйіндегі металл хлоридтерін қолданады. жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|