- •Федераьное агентство по образованию
- •1.2. Основные понятия и определения
- •1.3. Операционный эскиз
- •2. Материалы применяемые в машиностроении
- •Резиновые материалы.
- •Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) каучука и серы с различными добавками.
- •3. Выбор и проектирование заготовки
- •3.1. Этапы проектирования заготовки
- •3.2. Методы получения заготовок
- •4. Методы механической обработки заготовок. Металлорежущие станки и инструмент
- •4.1. Токарная обработка наружных цилиндрических поверхностей
- •4.2. Обработка наружных цилиндрических поверхностей методом круглого шлифования
- •4.3. Отделочная обработка наружных цилиндров
- •4.4. Схема полирования
- •4.4. Методы обработки отверстий
- •4.4. Методы обработки плоских поверхностей
- •4.5. Методы обработки резьбы
- •4.6. Методы обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес
- •5. Электрофизические и электрохимические
- •5.1. Электрофизические методы
- •5.2. Электрохимические методы
- •6. Термическая обработка сталей
- •7.2. Химико–термическая обработка
- •7.3. Поверхностное упрочнение стальных изделий
- •8. Сборка изделий
- •Метод неполной взаимозаменяемости – предусматривает, что ряд соединений не могут собраться без дополнительной доработки деталей.
- •9. Технологические процессы механической обработки деталей
7.2. Химико–термическая обработка
Химико-термической обработкой называют процесс, заключающийся в сочетании термического и химического воздействия для изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали.
Химико-термическая обработка основана на диффузии (проникновении) в атомно-кристаллическую решетку железа атомов различных химических элементов при нагреве стальных деталей в среде, богатой этими элементами.
Наибольшее распространение получили следующие виды химико-термической обработки.
Цементация - процесс, состоящий в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом до оптимальной концентрации 0,8—1,1% и получении после закалки высокой твердости поверхности (HV 700 — 800) при сохранении вязкой сердцевины. Цементации подвергаются детали, изготовленные из низкоуглеродистых сталей или из легированных низкоуглеродистых сталей. При цементации используют естественные и искусственные газы или жидкий карбюризатор (бензол, пиробензол, керосин и др.), который подается непосредственно в рабочее пространство печи. При нагреве происходит разложение метана. Атомарный углерод поглощается поверхностью стали и проникает в глубину детали. Газовая цементация деталей производится при температуре 930—950° С.
Азотирование заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя азотом. Азотирование повышает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в среде атмосферного воздуха, воды, пара и т. д. Азотирование проводят обычно при 500-600° С (для повышения износостойкости и прочности) или при 600—800° С (для повышения коррозионной стойкости) в среде аммиака,который при указанных температурах диссоциирует с образованием атомарного азота. Атомарный азот диффундирует в железо.
Нитроцементация и цианирование - поверхностное насыщение деталей одновременно углеродом и азотом. Процесс выполняют либо в газовой среде, либо в расплавленной ванне из цианистых солей. В первом случае процесс называют нитроцементацией, во втором — цианированием. Газовая нитроцементация позволяет повысить износостойкость обрабатываемых деталей и сделать процесс более рентабельным. При низких температурах поверхностный слой стали насыщается преимущественно азотом, а при высоких — углеродом.
Газовое цианирование (нитроцементацию) разделяют на высокотемпературное (при 800—950° С) и низкотемпературное (при 550—600° С). Высокотемпературное цианирование применяют для получения высокой твердости и износостойкости поверхностей деталей из конструкционных сталей с получением слоя глубиной 0,2-1,0 мм. После нитроцементации детали закаливают и затем подвергают низкому отпуску. Низкотемпературное цианирование выполняют в течение 5-10 ч в среде эндогаза или газа, полученного из синтина (смесь углеводородов) с добавлением 12-20% аммиака, или путем использования триэтаноламина. В результате такой обработки на поверхности стали образуется тонкий карбонитридный слой (толщиной 0,15- 0,20 мм), обладающий высокой износостойкостью. Перед низкотемпературным цианированием производится полная механическая и термическая обработка деталей.
К числу новых методов химико-термической обработки относят насыщение поверхности стали бором. Борирование повышает твердость, сопротивление абразивному износу, коррозионную стойкость, теплостойкость и жаростойкость, однако борированные слои обладают высокой хрупкостью. При сульфидировании производят насыщение поверхности стали серой, азотом и углеродом на глубину 0,2—0,3 мм для повышения износостойкости, прирабатываемости деталей при трении и устойчивости их против задиров.
Диффузионная металлизация — процесс насыщения поверхности стали алюминием (алитирование), хромом (хромирование), кремнием (силицирование). Металлизация кремнием повышает кислотоупорность, хромом или алюминием - жаростойкость, хромом, азотом и углеродом - износостойкость и т. д. Металлы образуют с железом твердые растворы замещения, поэтому диффузия их осуществляется значительно труднее, чем диффузия углерода или азота. В связи с этим процессы диффузионной металлизации выполняют при высоких температурах: алитирование - при 900-1000°С, силицирование - при 950-1050°С.
Применение диффузионной металлизации во многих случаях не только вполне оправдано, но и является экономически выгодным. Так, детали жаростойкие при температуре до 1000-1100° С, изготовляют из простых углеродистых сталей, а с поверхности насыщают алюминием, хромом или кремнием, что значительно выгоднее, чем применение специальных легированных жаростойких сталей.