Силицирование

Для важного увеличения служебного срока ответственных деталей при их изготовлении используются разные методы химико-термической обработки. Подобного рода влияние влияет только на поверхностные слои, в которых проходит перестроение структуры благодаря износу и коррозии, концентрации напряжения. Среди всех используемых методов изменения качеств слоя поверхности отметим силицирование. Проходит данная процедура по самым разным технологиям, о которых дальше побеседуем детально.

Общие сведения

Силицирование стали – процесс насыщения металлической поверхности кремнием. Он не получил значительное распространение в промышленности, но в большинстве случаев может использоваться для изменения отдельных качеств материала. Среди свойств этого процесса отметим такие моменты:

1. Минусом силицирования стали считается то, что получить гомогенную поверхность, которая не будет иметь пор, как правило невозможно. Более того, очень и очень трудно достичь результата, при котором на поверхности материала концентрация кремния будет велика, а сам слой при этом станет иметь плотное сцепление с сердцевиной.
2. Если силицирование проходит в плохо красочной обстановке, то на поверхности стали и прочих сплавов может возникать феррит.
3. Очень большая насыщенность среды, в которой проходит химико-термическая обработка, оказывается основой увеличения хрупкости стали. При влиянии ударной нагрузки есть вероятность образования трещин и других недостатков.

Не обращая внимания на очень и очень много минусов этого способа обработки стали и прочих сплавов, он в наши дни стал часто используется заграничными металлургическими компаниями. Примером назовем силицирование тугоплавких металлов и титана.

Цель силицирования состоит в образовании кислостойкой поверхности, которая станет иметь самый маленький критерий пористости. По мимо этого происходит выборочное перестроение атомной решётки, благодаря чему повышаются качества стойкости к износу.

Этому процессу подвергают очень разные марки стали с невысоким и средним содержанием углерода. Также силицирование проходит для изменения параметров слоя поверхности деталей, которые делаются из ковкого или очень прочного чугуна, титана либо иных сплавов.

Бесчисленные исследования, которые направлены на изучение этого процесса, говорят о систематическом росте заинтересованности и возможном улучшении процесса силицирования. Но, на данный момент времени большинство применяемых тех. процессов не дают возможность получать заготовки отличного качества.

Электролизное силицирование

Силицирование молибдена или стали может проходит при использовании электролизной технологии, которая учитывает применение который предназначен для химико-термической обработки оборудования. Составными элементами традиционного оборудования считаются:

1. Печь-ванна, в которую погружается заготовка и подвергается нагреву.
2. Система питания, которая может вырабатывать и подавать частые или электрические токи.
3. Система автоматизированного контроля заданных режимов и температурной регулировки.

Микроструктура слоев ионного силицирования

В производственных условиях силицированию подвергают детали во время установки газовых или электрических печей, которые дают возможность достичь необходимой температуры для нагревания деталей. При газовом силицировании температура среды работы может увеличиваться до температуры 1050 градусов по Цельсию. По этому очень часто тигли делают из специализированой керамики, которая может выдерживать влияние столь большой температуры.

Среди свойств процесса производства отметим такие моменты:

• Детали, которые будут подвергаться рассматриваемому способу обработки, устанавливаются в которые предназначены для этого емкостях. Для выполнения технологии материалы заготовки и устройства должны контактировать.
• Проходит заполнение тигля расплавом с кремнием.
• Проходит организация электрохимической защиты от коррозии.
• В качества анодов применяются стержни, изготавливающиеся из угля или графита.
• Заготовка заранее высушивается, после этого медленно опускают в расплав.
• Проверив надежность крепления всех компонентов проходит подача тока.
• В зависимости от того, каким составом предоставлен применяемый электролит нагрев среды проходит до температуры 950-1100 градусов по Цельсию, время выдержки составляет 3-5 часов.

По окончанию процесса насыщения ток электролиза выключается, после этого детали вынимаются и подвержены последующей отделке, очень часто, закалке. Охлаждение деталей проходит на чистом воздухе, после этого в первую очередь выполняют промывку поверхности.

При насыщении кремнием поверхности обрабатываемых деталей рассматриваемым методом необходимо учесть, что размеры могут изменяться. Собственно поэтому после окончания силицирования часто проводят шлифовку поверхности.

В качестве красочной среды могут применяться щелочные металлы и силикаты, часто в состав прибавляются хлориды и фториды, а еще вещества, которые увеличивают текучесть применяемых силикатов.

К положительным качествам этого способа отнесем такие моменты:

1. Небольшой период выдержки и возможность одновременной обработки нескольких деталей формируют хорошую производительность.
2. Организовать процесс обработки очень просто.
3. Низкая цена веществ, которые применяются для получения среды.
4. Имеется возможность получить одинаковый насыщенный слой.
5. Метод замечательно подойдет для использования в массовом производстве.

Минус заключается только в трудности подготовки среды.

Жидкостное силицирование деталей

Технология силицирования в жидкости значительно проще, если сравнивать с приведенным выше методом. Процесс увеличения стойкости к износу и стойкости к кислоте в этом случае имеет следующие характерности:

• Изобилие может проходит в печах фактически в самой разной конструкции, что значительно уменьшает расходы на шаге организации производства. Могут применяться печи, которые подойдут для проведения ионного силицирования.
• Процесс насыщения в этом случае может проходит при температуре от 900 до 1100 градусов по Цельсию. Время выдержки составляет 2-10 часов. После выгрузки деталей из ванной они должны охлаждаться или подвергаться закалке.
• Среди свойств этого процесса необходимо отметить то, что при нагревании среды могут возникать газы, для отведения которых следует ставить вентиляционные вытяжки с бортовым отсосом.
• В качестве среды работы применяется состав, который построен на смешивании силикатных щелочных и разных добавок, активных восстановительных веществ. Создаваемая жидкость очень часто может применяться еще раз.
• На величину слоя поверхности оказывает влияние соотношения концентрации ключевых реагирующих веществ.

Микроструктура чугуна при жидкостном силицировании

Для достижения требующегося состояния слоя поверхности что после силицирования проводят закалку стали с дальнейшей шлифовкой для устранения очень разного рода недостатков.

Преимущества приведем перечислением следующих параметров:

• Применяемое оборудование обладает многофункциональностью.
• Технология проста в применении.
• Достигается большое качество поверхности даже замысловатых форм.
• Равномерность получаемого слоя.
• Относительно низкая температура проводимого процесса.
• Низкая стоимость применяемой среды.

Такой способ получил высокое распространение в промышленности.

Силицирование в порошкообразных смесях

Насыщенная среда может быть представлена порошком с самыми разными веществами, которые имеют в составе кремний. Для того чтобы в период выполнения обработки деталей смесь не спекалась в ее состав добавляют и остальные примеси: окись магния, шамот, окись алюминия и остальные. Значительно сделать быстрее процесс обработки в состав добавляется 1-5% хлористый аммоний или другие энергичные добавки. Важное требование использования порошкообразного вещества – все элементы обязаны быть измельчены чтобы получить однородную массу. В другом случае нельзя обеспечить однородность насыщения слоя поверхности детали.

Среди свойств этой технологии отметим:

• Обработка может проходит в защитных контейнерах или вакууме. Наиболее обыкновенный способ состоит в применении специализированного закрытого бокса с очень высокой герметичностью, во время изготовления которого применяют сплав, обладающий тугоплавкостью.
• Цель силицирования состоит в получении гомогенной поверхности, которая будет владеть очень высокой устойчивостью к износу. Результат может зависеть от степени герметичности контейнера.
• Силицирование стали может проходит в печи фактически самой разной конструкции, основное обеспечить нагрев среды до необходимой температуры.
• Силицирование титана в упаковочном контейнере идет при температуре 1000-1200 градусов по Цельсию. Время выдержки подбирается в согласии с тем, какой толщины необходимо получить слой с очень высокой концентрацией кремния.
• Как только процесс обработки был закончен контейнер достается из печи и охлаждается на воздухе. Изделие после извлечения необходимо почистить от смеси, после отлично вымыть и высушить. Раньше применяемый состав при еще одном применении обновляется приблизительно на 15%.
• Проводя силицирование молибдена и сталей необходимо брать во внимание тот фактор, деталь и применяемая смесь должны отлично контактировать. Величина контактной поверхности и размер частиц влияют на то, как хорошо пройдёт силицирование тугоплавких металлов и титана, а еще стали.

Анализируя силицирование во время использования порошкообразной среды необходимо учесть, что этот способ один из наиболее доступных на данное время.

Хорошими качествами назовем такие моменты:

• Маленькая цена порошка дает возможность уменьшить отпускная цена приобретаемых деталей.
• Равномерность покрытия которое получается увеличивает рабочие качества.
• Простота технологии уменьшает денежные растраты.

Вакуумная печь для силицирования

Таким образом меняют свойства деталей.

Использование газовой среды

Анализируя минусы силицирования напомним, что они зависят от определенной технологии. Довольно часто применяется газовая смесь в качестве среды насыщения. Для получения среды проходит перемешивание моносилана и тетрахлорид кремния. Силицирование марки углеродистой стали данным методом проходит с учетом следующих факторов:

1. Ставятся печи газового и электрического типа. Важное требование – конструкция должна владеть очень высокой изоляцией.
2. Реторты должны изготавливаться из огнеупорных и малоуглеродистых труб.
3. Для расположения заготовок применяются специализированные контейнеры.
4. Нагрев среды проходит до температуры 1000 градусов по Цельсию.

Рассматриваемый метод используется в массовом производстве, так как газовая среда одинаково заполняет пространство между отдельными деталями.

Среди плюсов отметим такие моменты:

• Метод можно применять для обработки больших заготовки.
• Имеется возможность механизировать и автоматизировать процесс.
• Большая скорость формирования слоя поверхности.

Впрочем газовая среда обходится значительно дороже.

Заключение

Рассматриваемый метод ХТО современных сталей силицированием увеличивает устойчивость к коррозии слоя поверхности, что дает возможность применять детали в жидкой обстановке. Такое свойство обеспечивается появлением высококремнистого феррита в диффузном слое. Выбор определенного метода обработки зависит от того, каких конкретно параметров следует достичь. Жидкостные методы дают возможность получать поверхность фактически без пор.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.