Esența principală a procesului de saturare difuză a metalelor este introducerea elementului difuzor necesar (selectat în funcție de scop) în stratul superficial al aliajului la temperaturi foarte ridicate (de obicei 900 — 1000 grade Celsius) și într-un mediu special. Ca urmare a reacției chimico-termice, stratul superficial al aliajului fier-carbon se modifică prin introducerea în el a moleculelor altor elemente, prin urmare proprietățile sale fizice sunt modificate.
23.09.2021 Subiect: Metalurgie generală Autor: Paxey
În acest articol:
Oțelul este un aliaj de fier și carbon, în care Fe este peste 45%. Prin urmare, principalul pericol al produselor rezultate este coroziunea, la care fierul este cel mai susceptibil. De asemenea, oțelul are nevoie de anumite măsuri suplimentare de influență, care afectează în mod favorabil calitățile sale de rezistență. Printre tehnologiile care vă permit să rezolvați cu succes aceste probleme — borurarea metalică și titanul, ale căror caracteristici, comportament și scop să le analizăm în detaliu.
Conținut
Ce este borurarea și la ce se folosește?
Vorbind despre borurarea oțelului, ne referim la un proces în care are loc saturarea difuză a suprafeței metalice cu bor activ la temperaturi ridicate. Tehnologia implică în mod necesar expunerea într-un mediu chimic activ.
Borurarea este un proces special și important datorită faptului că permite să se obțină
- creșterea rezistenței metalului;
- îmbunătățirea rezistenței la uzură a produselor din oțel;
- aducerea durității suprafeței până la 1800-2000 HV;
- rezistență ridicată la coroziune în aliajele fier-carbon;
- îmbunătățirea rezistenței la căldură;
- îmbunătățirea proprietăților de rezistență la calcar ale aliajului;
- rezistență excelentă la uzura abrazivă.
Atunci când se compară beneficiile finale ale borurării cu cele ale altor tratamente termice chimice, principala sa realizare este microduritatea ridicată a oțelului.
Saturarea difuză a oțelului cu metale
Borul, despre care s-a scris mai sus, nu este un metal, este corect să îl numim un element „de tranziție”. Acesta crește rezistența oțelului, dar pentru a îmbunătăți proprietățile sale anti-coroziune, cea mai eficientă metodă de saturare prin difuzie a metalelor.
Metalizarea prin difuzie poate fi efectuată folosind aluminiu, crom, cupru, siliciu. Titanizarea este considerată a fi o metodă specială, în care efectul se realizează prin introducerea titanului în stratul superficial al oțelului, care are o rezistență ridicată la coroziune și, prin urmare, poate transfera această calitate la aliaj ca urmare a reacției. Experimentele și studiile au demonstrat tendința excelentă a titanului la metalizarea difuză. Ca exemplu, faptul că rezistența la coroziune după titanizare a oțelului obișnuit (St3) a fost chiar mai mare decât cea a oțelului inoxidabil structural 12X18N10T.
Cum are loc saturarea difuză: principiile de bază ale borurării și titanizării
Esența principală a procesului de saturare metalică difuză este introducerea elementului difuzor necesar (selectat în funcție de scop) în stratul superficial al aliajului la temperaturi foarte ridicate (de obicei 900 — 1000 grade Celsius) și într-un mediu special. Ca urmare a reacției chimico-termice, stratul de suprafață al aliajului fier-carbon se modifică datorită introducerii moleculelor altor elemente în acesta și, prin urmare, proprietățile sale fizice sunt modificate. O caracteristică distinctivă a saturației difuze este că elementele introduse nu sunt încorporate în rețeaua cristalină a oțelului, ci formează așa-numitele „soluții de substituție”, ca urmare, procesul este lung, complex, costisitor, dar efectul merită.
În funcție de mediu, procesele de borurare și titanizare se împart în cele desfășurate
- în stare gazoasă;
- în stare lichidă;
- în mediu solid.
În primul caz, procesul are loc într-un mediu gazos din compuși halogenați ai componentei difuzante. În cursul procesului, atomii de halogenură metalică din mediul gazos intră într-o reacție de substituție cu suprafața oțelului. Procesul se desfășoară în cuptoare de construcție specială sau în cuptoare cu mufă. Particularitatea fazei gazoase este posibilitatea de generare fără contact, adică la o anumită distanță de suprafața care trebuie saturată. Există și o tehnologie de contact, adică atunci când în zona de contact — suprafața metalică și sursa de fază activă. Metoda cu gaz este aleasă mai des pentru titanizare (precum și pentru cromare, tungstenare).
În faza lichidă, un efect ridicat poate fi obținut prin borurarea aliajului. Procesul are loc în furgonete-furnizor, în care se asigură temperatura (de la 900 de grade Celsius), se difuzează topitura și se așează piesele care urmează să fie prelucrate. Metoda lichidului este utilizată pentru a efectua saturarea prin difuzie complexă, adică utilizarea mai multor elemente în același timp (de exemplu, cromotitanizarea).
Titanizarea sau borurarea constă în aplicarea unei paste speciale pe suprafața aliajului, care poate fi o compoziție care conține pulbere de titan, urmată de recoacere în vid sau într-un mediu neutru. Aceasta poate fi o compoziție care conține titan pulverizat, urmată de recoacere într-un mediu vid sau neutru. Borura de titan poate fi adecvată pentru piesele auto și alte piese fabricate din oțel carbon sau oțel aliat. Metoda este simplă și convenabilă, deoarece nu necesită construirea de autoclave uriașe.
