Диффузионное упрочнение
Диффузионная закалка — это процесс, используемый в производстве, повышающий твердость сталей . При диффузионной закалке диффузия происходит между сталью с низким содержанием углерода и средой, богатой углеродом, что увеличивает содержание углерода в стали и в конечном итоге упрочняет заготовку. [1] [2] Диффузия происходит только через небольшую толщину куска стали (от 2,5 мкм до 1,5 мм), поэтому закаляется только поверхность, в то время как ядро сохраняет свои первоначальные механические свойства. [2] Термическую обработку можно проводить на детали, закаленной диффузией, для повышения твердости сердцевины по желанию, но в большинстве случаев, когда проводится закалка диффузионным способом, желательно иметь детали с твердой внешней оболочкой и более пластичной внутренней частью. Термическая обработка и закалка являются более эффективным процессом, если требуется твердость по всей детали. При изготовлении деталей, подверженных сильному износу, например зубчатых колес, желательны неоднородные свойства, приобретаемые за счет диффузионной закалки. Благодаря этому процессу шестерни получают твердую износостойкую внешнюю оболочку, но сохраняют более мягкую и ударопрочную сердцевину. [2]
Процесс
[ редактировать ]Диффузионная закалка осуществляется путем полного окружения металлической детали диффундирующим в нее элементом в твердой, жидкой или газовой фазе в зависимости от типа выполняемого диффузионного процесса. [1] Концентрация диффундирующего элемента вокруг детали должна быть выше, чем концентрация элемента внутри детали, иначе диффузия не произойдет. Затем металл и окружающий его элемент необходимо нагреть до температуры, достаточно высокой для того, чтобы произошла диффузия. В случае цементации пакета температура должна составлять 900 °C, а деталь должна находиться в течение 12–72 часов, чтобы произошла правильная степень диффузии. [2]
Типы
[ редактировать ]Диффузионную закалку можно проводить разными способами для достижения различной твердости и различного качества поверхности металлических деталей. Некоторые из различных операций диффузионной закалки включают в себя: цементацию , [1] азотирование , [1] Карбонитрирование , [1] Нитроцементация , борирование , титано-углеродная диффузия и диффузия Тойоты . В то время как диффузионная закалка проводится в основном на стальных деталях, а углерод в основном используется для диффузии, диффузионную закалку можно также выполнять с другими диффузионными элементами и с другими металлами. При азотировании азот диффундирует на поверхность стали, но его также можно использовать с такими металлами, как алюминий , хром , молибден и ванадий . [1] Помимо используемых металлов и диффузионных элементов, процессы диффузионной закалки различаются температурой, необходимой для диффузии, фазой диффузионного элемента и дополнительными обработками, такими как закалка и отпуск. Эти различные факторы сильно влияют на качество поверхности и точность размеров детали. Закаленная и отпущенная деталь не имеет такой же точности размеров, как деталь, не подвергнутая такой обработке. Кроме того, они могут повлиять на эффективность всего процесса. При цементации углерод может находиться в любой твердой, жидкой или газовой фазе. Хотя использование углерода в твердой фазе обычно является самым безопасным и простым в работе, процесс трудно контролировать, а нагрев неэффективен. Все эти факторы необходимо учитывать при выборе процесса диффузионной закалки.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж «Упрочнение диффузионной обработкой» . eFunda: Инженерные процессы . www.efunda.com/home.cfm . Проверено 15 января 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д Тодд, Аллен, Альтинг (1994). Фундаментальные принципы производственных процессов . Industrial Press Inc. ISBN 9780831130503 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Источники
[ редактировать ]- Упрочнение диффузионной обработкой . еФунда. Проверено 19 апреля 2008 г.
- Поверхностная закалка сталей . Ключ к металлам. Проверено 19 апреля 2008 г.