Хіміко-термічна обробка в кип’ячому шарі

В основі цієї технології лежить принцип відомого в науці і практиці флюідизованого або псевдо зрідженого (в подальшому – кип’ячого) шару твердих зернистих матеріалів, які знаходяться у зваженому стані, імітуючи при відповідних температурах і газових складових (вуглець, азот, водень) ізотермічні, теплопровідні і дифузійні властивості рідких середовищ для отримання рівномірного прогріву і дифузійного насичення у всіх напрямках оброблюваних виробів. Технологія термічної і хіміко-термічної обробки в кип’ячому шарі базується на принципі “кипіння” сухого гранульованого каталізатора за рахунок продування через нього газо-повітрянї суміші, яка забезпечує захист і насичення оброблюваної поверхні, при цьому швидкість нагріву співмірна з швидкістю нагріву в соляних ваннах, а перепад температур в зоні робочого простору печі не перевищує 2...5 ⁰С, що забезпечує ізотермічність процесів. Дослідження показали, що найбільший коефіцієнт тепловіддачі відповідає мілкій фракції частинок (менше 0,1 мм), але при цьому посилюється ефект “пиління”. Збільшення фракції частинок до 0,5...1 мм приводить до зниження коефіцієнта тепловіддачі на 10...20%, однак дозволяє звести винесення забруднюючих речовин до діючих норм.

запитання для самоконтролю

1 Види ХТО. Класифікація методів ХТО.

2 За рахунок чого підвищується зносостійкість поверхонь при ХТО?

3 Яким чином параметри ХТО впливають на глибину шару?

4 Опишіть характер взаємодії насичуючих елементів із основою.

5 Що таке цементація? Для яких сталей доцільно застосовувати цей вид ХТО?

6 Опишіть реакції, які протікають при цементації у твердому карбюризаторі.

7 Будова цементованого шару. Швидкість формування цементованих шарів. Вплив легуючих елементів на формування шару.

8 Суть процесу іонної цементації. Переваги перед традиційною цементацією.

9 Суть процесу азотування. Властивості азотованого шару. Вплив насичуючих середовищ на глибину азотованого шару.

10 Вплив температури на процес азотування і властивості азотованих шарів.

11 Опишіть будову азотованого шару. З яких фаз він складається і в якому порядку вони розміщені?

12 Суть процесу іонного азотування. В чому полягають основні переваги цього процесу?

13 Опишіть механізм формування шару при іонному азотуванні.

14 Технологія іонного азотування. Стадії процесу. Основні технологічні чинники.

15 Суть процесів нітроцементації і ціанування сталі. Призначення цех технологій.

16 Яка термічна обробка проводиться із виробами після нітроцементації?

17 В чому відмінність карбідизації від інших видів ХТО?

18 Суть, переваги і недоліки процесу борування.

19 В яких випадках доцільно застосовувати ХТО – хромування?

20 Будова хромованого шару. Вплив легуючих елементів не фазовий склад шару.

21 ХТО – титанування. Суть, застосування, будова і властивості шару.

4 Підвищення зносостійкості робочих поверхонь поверхневою пластичною деформацією (ППД)

Для підвищення довговічності і несучої здатності деталей машин широко використовуються методи зміцнення поверхневим пластичним деформуванням (ППД).

Зміцнення виконується з метою підвищення опору втомі та твердості поверхневого шару металу, а також для формування в поверхневому шарі напружень стиску або регламентованого мікрорельєфу.

Зміцнюючу обробку поверхневим пластичним деформуванням застосовують на фінішних операціях технологічного процесу, замість або після термообробки, і часто замість абразивної чи оздоблювальної обробки.

Поверхневе пластичне деформування, яке виконується без використання зовнішнього тепла і забезпечує створення поверхневого шару із заданим комплексом властивостей називають наклепом. У результаті наклепу підвищуються всі характеристики опору металу деформації, знижується пластичність і збільшується твердість.

Зміцнення металу в незагартованій сталі відбувається за рахунок структурних змін і змін структурних недосконалостей (щільності, виду і взаємодії дислокацій, кількості вакансій і ін.), дробленням блоків і наведенням мікронапружень. При зміцненні загартованих сталей, крім цього, відбувається часткове перетворення залишкового аустеніту в мартенсит і виділення дисперсних карбідних частинок.

Поверхнева деформація призводить до утворення зсувів у зернах, пружному спотворенню кристалічної ґратки, зміні форми і розмірів зерен. Інтенсивність наклепу (зміцнення) тим вища, чим м’якша сталь. На незагартованих сталях збільшення твердості складає більш 100 %, на загартованих 10-20%, при глибині зміцненого шару до 12 і більш мм.