Диффузионная металлизация

Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами с целью придания ему окалиностойкости, коррозионной стойкости, износостойкости и твердости.

В настоящее время в производство внедрены процессы насыщения поверхностного слоя алюминием – алитирование, хромом– хромирование, кремнием – силицирование и бором – борирование.

Алитированием называется процесс насыщения поверх­ности стальных и чугунных деталей алюминием, он основан на диффузии алюминия в железо. Алитированию подвергают детали, работающие при высоких температурах (выхлопные коллекторы, колосниковые решетки, сопловые головки паровых котлов, камеры сгорания газогенераторных тракторов, цементационные ящики и т. п.), для повышения окалиностойкости.

Существуют три способа алитирования: в твердой, жидкой и газообразной среде.

Наибольшее распространение получило алитирование в твердых порошках. Детали для алитирования помещают в чугунные или стальные ящики и пересыпают порошком, состоящим из 49% ферроалюминия, 49% окиси алюминия и 2% нашатыря; плотно закрывают и нагревают в печи при температуре 950– 1000° С в течение 4–16 ч; затем охлаждают вместе с печью; в результате этого процесса на поверхности детали образуется алитированный слой глубиной 0,3–1 мм.

При жидком алитировании детали погружают в расплавленный алюминий, в который добавляют 6–8% железа. При температуре ванны 700–800° С в течение 1 ч образуется алитировамный слой глубиной 0,2–0,3 мм.

Газовое алитирование осуществляют в атмосфере хлористого алюминия в закрытой реторте.

Все три способа алитирования повышают хрупкость поверхностного слоя, которую устраняют диффузионным отжигом при 900–1150° С.

Хромированием называют процесс насыщения поверх­ностного слоя изделий хромом с целью повышения коррозионной стойкости и кислотоупорности малоуглеродистых сталей; у средне– и высокоуглеродистых сталей одновременно повышается твердость и износостойкость.

Хромирование осуществляют в твердой, жидкой или газовой среде.

Для хромирования в твердой среде изделия помещают в ящик с порошкообразной смесью, состоящей из 50% фер­рохрома, 45% глинозема и 5% хлористого аммония, и нагреваютв печах при температуре 1000° С 8–10 ч. Глубина хромированного слоя 0,10–0,12 мм.

Жидкое хромирование проводят нагреванием изделий до 900–1100° в ванне, состоящей из расплавленных хлористых солей бария, магния и кальция с добавкой 15–30% хлористого хрома или 15–25% феррохрома.

Газовое хромирование осуществляют нагреванием изделий в атмосфере паров хлористого хрома при температуре 950–1050° С в течение 3–4 ч\ в результате чего образуется хромированный слой 0,05–0,1 мм.

Силицированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стали и чугуна кремнием для повышения износостойкости, коррозионной стойкости против окисления при высоких температурах (до 800° С) и действия кислот.

Борированием называют процесс поверхностного насыщения стали бором с целью повышения твердости, теплостойкости, износостойкости (особенно абразивной) и коррозионной стойкости. Борирование стали осуществляется электролизным методом в расплавленной буре (деталь–катод, графит–анод).

Процесс ведут в течение 6–8 ч при температуре 950° С, глубина борированного слоя 0,15–0,25 мм.

Борирование применяют при изготовлении турбобуров и втулок грязевых насосов, втулок, траков и тракторов и т. п. Хрупкость борированного слоя препятствует широкому использованию этого процесса.