Повышение ресурса работы и качества поверхности деталей и инструмента из сталей и сплавов диффузионными и электрофизическими покрытиями с последующим выглаживанием

• Автор: Ляхов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Современное состояние вопроса.

1.1 Покрытия, получаемые химикотермической обработкой ХТО

1.1.1 Основы ХТО

1.2 Покрытия, получаемые при цементации и комплексном насыщении на основе углерода.

1.2.1 Карбохромирование.

1.3 Покрытия, получаемые при азотировании.

1.3.1 Модифицированные способы азотирования.

1.4 Анализ ХТО сталей нитроцементацией и цианированием

1.4.1 Покрытия, получаемые при одновременном насыщении углеродом и

Глава 2. Материалы, технологии, установки и методы исследования.

2.1 Сведения о материалах, служащих объектами изучения в настоящей работе
2.2 Электроискровое легирование и локальное электроискровое нанесение покрытий
2.2.1 Локальное электроискровое нанесение покрытий
2.2.2 Сведения по технологии ЭИЛ
2.3 Метод электроакустического напыления
2.3.1 Принцип работы установки для электроакустического напыления ЭН и физическая модель ЭН
2.3 Использование метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при изготовлении электродных материалов для ЭИЛ.
2.4 Методы исследования и оборудование
2.5 Рентгеноструктурный и микрорентгеноспектральиый анализы.
2.6 Оптическая, электронная и растровая микроскопия.
2.7 Измерение геометрических параметров поверхности.
2.8 Другие методы исследования
2.9 Инструмент и оснастка для финишной обработки выглаживанием
2.9.1 Инструмент для выглаживания.
2.9.2 Оснастка для выглаживания.
2. Определение химического состава исследуемых сплавов и покрытий проводилиось на оптикоэмиссионном спектрометре серийный А производства фирмы I США и др. приборами.
Спектрометр
И другие методики
Глава 3. Химикотермическая обработка сталей и электролитических покрытий
3.1 Нитроцементация стальных изделий в пастообразном карбюризаторе с нагревом в нейтральных соляных ваннах.
3.2 Влияние хрома на морфологию карбидных частиц в цементованных сталях и в железохромистых электролитических покрытиях.
3.3 Некоторые аспекты самозатачиваемости нитроцементированных лезвий ножей.
3.4 Цианирование конструкционных сталей в нетоксичных соляных ваннах. Глава 4. Повышение ресурса работы и качества поверхности режущих инструментов, оснастки и деталей машиностроительного производства многофункциональными электрофизическими покрытиями с последующим выглаживанием
4.1 Исследование покрытий на быстрорежуюхцей стали, полученных методом локального электроискрового нанесения
4.2 Получение электрода для локального электроискрового легирования и электроакустического напыления из отходов твердого сплава ТК6,
полученного электроэрозионным диспергированием ЭЭД.
4.2.1 Получение заготовок электродов из порошка, полученного ЭЭД отходов твердого сплава ТК
4.3 Исследование молотков зернодробилок из стали ХГС.
4.3.1 Структурнофазовые изменения в конструкционной стали ЗОХГСА, используемой на животноводческих предприятиях в качестве пластинчатого молотка.
4.3.2 Изучение композита конструкционная сталь . ХГСА с электроакустическими покрытиями из порошкового сплава ТК6, полученного ЭЭД и самофлюсукнцегося сплава 5 из смеси сплавов ПГН
и ПГФБХ в соотношении на вес соответственно.
4.4 Исследование композита подложка порошковый титановый сплав i6V2 с электроакустическим покрытием до и после
выглаживания
Глава 5. Покрытая, полученные электроннолучевым испарением металлов.
5.1 Повышение ресурса работы никелевого сплава ЖС6К и его аналога с добавками гафния и диспрозия электроннолучевым покрытием i.
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложения
Введение


Скорость диффузии возрастает с повышением температуры и с увеличением градиента концентрации чем выше температура химикотермичсской обработки, тем толще получается слой измененного химического состава. Расстояние от поверхности
Рисунок 1. При заданной температуре толщина слоя возрастает с увеличением длительности процесса по параболическому закону. На скорость диффузии сильно влияет тип образующегося твердого раствора. С, 1М диффундируют значительно быстрее атомов, образующих твердые растворы замещения Сг, 8, А1. Изменение концентрации растворенного вещества по глубине слоя зависит от характера взаимодействия этого вещества с насыщаемым металлом. Расстояние от поверхности
Рисунок 1. Распределение диффундирующего компонента в слое при ограниченной растворимости в твердом состоянии и наличии в системе промежуточной фазы а диаграмма металла А и диффундирующего компонента В см. Если при температуре процесса имеется значительная растворимость или неограниченная растворимость в твердом состоянии, концентрация растворенного элемента будет монотонно уменьшаться от поверхности вглубь рис. Если при температуре процесса могут возникать химические соединения или промежуточные фазы переменного состава, то концентрация растворенного компонента по глубине слоя будет изменяться скачками рис. Если в системе обрабатываемый металл диффундирующий компонент нет превращений в твердом состоянии, то фазовый состав слоя и его структура не изменяются при охлаждении. Если система более сложная и фазовые превращения в твердом состоянии имеют место, то каждый участок слоя претерпит при охлаждении те или иные превращения в зависимости от состава и характера взаимодействия компонентов, как например, в случае, приведенном на рис. В зависимости от насыщающей среды используют различные виды ХТО. Она включает в себя цементацию, азотирование, цианирование, алитирование, силицирование, борирование и др. Промышленность с успехом использует в триботехнических целях различные диффузионные методы нанесения износостойких покрытий применительно к различным условиям трения цементацию, азотирование, способы совместного насыщения углеродом и азотом, борирование, хромирование, силицирование и другие виды двух и болсс компонентного диффузионного насыщения. Однокомпонентная цементация. Наиболее простой способ цементация в твердом карбюризаторе табл. Получает распространение также высокотемпературная газовая цементация с нагревом токами высокой частоты, которая позволяет ускорять процесс науглероживания. Для достижения равномерного насыщения и получения нужной концентрации углерода в слое в качестве карбюризатора рекомендуется использовать атмосферы с регулируемым углеродным потенциалом. Таблица 1. Древесный уголь , углекислый калий и барий Нормализация неполная закалка низкий отпуск или обычная . Жидкая среда углекислый калий и хлористый натрий закалка низкий отпуск 0. Мстаносодержащис газовые среды . При цементации изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания, необходимо стремиться к получению возможно большего содержания карбидной фазы на рабочих поверхностях, чтобы обеспечить высокую износостойкость и самозатачиваемость режущих лезвий. Содержание углерода в цементованных слоях при этом должно быть не менее 2,5. В работах , , , , приведены результаты исследования процесса такого насыщения углеродом некоторых сталей с образованием в их поверхностных слоях большого количества карбидов диффузионной карбидизации. Применение специальных паст на базе сажи с добавкой щавелевого натрия и кальцинированной соды значительно увеличивает скорость цементации. Реакционная способность углеродных материалов определяется их удельной поверхностью, для сажистого углерода. Эта поверхность определяется дисперсностью и кристаллической структурой сажевых частиц. В литературе имеются сообщения о том, что сажистый углерод имеет восстановительную способность в несколько раз выше, чем кокс, графит и древесный уголь 3,. Енин, Физическая химия ниромсталлургических процессов Текст Енин, П. В. Гсльд Свердловск Мсталлургиздат.