Анализируя сказанное, можно сделать вывод, что при диффузионном насыщении хромом можно получить на поверхности деталей диффузионный слой, богатый хромом.
Все сказанное выше относится к чистому железу и низкоуглеродистой стали [20 стр. 5].
Несмотря на то, что, как уже говорилось, прогрессивным методом является нагрев при хромировании ТВЧ или контактный нагрев электричеством в нашем случае уместен только традиционный нагрев т.к. габариты детали значительны и индуктор такой сложной формы не изготовить.
 |
Метод хромирования целесообразно выбрать - хромирование в обмазках поскольку наплавка производится только в отдельных местах детали (см. рабочий чертеж детали)
Исходя из того, что при хромировании толщина диффузионного слоя очень мала (в нашем случае она составит порядка 0,1-0,15 мм), то хромирование предлагаю производить после большинства операций механической обработки, но т.к. при нагреве до высоких температур последует некоторое коробление детали то окончательную обработку особо точных поверхностей необходимо производить после операции ХТО (причем эти поверхности являются базовыми или присоединительными и диффузионным слоем покрываться не будут).
21.3 Структура и свойства, получаемого диффузионного слоя
Исходя из того, что сталь низкоуглеродистая, то на поверхности детали будет образовываться слой a - твердого раствора хрома в железе.
После травления в 2 - 4% растворе азотной кислоты в спирте микроструктура диффузионного слоя выявляется в виде светлой не травящейся полосы (рисунок 21.2). Хрома в этом поверхностном слое согласно диаграмме (см. рисунок 21.1) может быть от 30-60 и даже более процентов.
|
|
|
 |
Рисунок 21.2 – Микрокроструктура хромированного слоя низкоуглеродистой стали
Более отчетливо строение основной части слоя выявляется только после травления царской водкой или раствором хлорного железа в серной кислоте.
При больших увеличениях в слое столбчатых зерен стали, содержащей около 0,15 %С, удается рассмотреть вторую фазу, располагающуюся по границам столбчатых зерен (в виде тонких прожилок) и внутри зерен (в виде мелких включений) и представляющих собой железохромические карбиды. Структура зоны слоя, примыкающий с внутренней стороны к столбчатым зернам (глубже линии раздела), почти не отличается от структуры сердцевины стали вследствие сравнительно невысокого содержания хрома, поэтому за глубину хромированного слоя условно принимают лишь глубину поверхностного не травящегося светлого слоя с высоким содержанием хрома [21, стр. 203].
Теплостойкость и окалиностойкость хромированного слоя сохраняются соответственно до 850-900°С.
Хромированный слой a - твердого раствора обладает большой вязкостью. Заготовки после хромирования можно подвергать осадке, прокатке, накатыванию резьбы, развальцовке и др. Причем хромированный слой сохраняет свою сплошность.
Хромированные стали обладают высокой эрозионной стойкостью, хорошо сопротивляются кавитационному износу, обладают высоким пределом ползучести, длительной прочности.
Диффузионные хромированные слои не подвержены коррозии в растворах азотной кислоты, щелочах, во влажном воздухе, перегретом паре, морской воде, в сернистых газах, в расплавах цинка, свинца, олова и др. [21, стр. 11-12]
На рисунке 21.3 показан сравнительный график стойкости образцов из стали 10 в25%-ном растворе азотной кислоты.
На рисунке 21.4 показан сравнительный график стойкости образцов, подвергнутых различным методам хромирования, а также нехромированных образцов, испытанных в35%-ном растворе H2SO4.
 |
 |
Детали, подлежащие хромированию, должны иметь чистую, обезжиренную поверхность (они кипятятся в щелочном растворе, промываются водой, деконируются раствором азотной кислоты и опять промывается)
Обмазка, предназначенная для хромирования в
закрытых муфелях, содержит 4 ч. порошка феррохрома (65% Cr) с
величиной зерен < 0,12мм,
1 ч. порошкообразного каолина или глинозема. К 6ч такой смеси добавляется 1ч
10% - ного водного раствора (NH4)2HF2; при этом происходит бурная реакция с выделением
газов и тепла и образованием тестообразной массы, в которой во взвешенном
состоянии находятся железохромистые соединения и NH3.
Для предотвращения спекания к массе добавляется глинозем, а для разжижения -
вода.
Обмазка наносится на детали слоем толщиной 0,25 мм. По окончании хромирования обмазка легко удаляется с деталей, после чего детали моют и отправляют далее по ходу технологического процесса. [21, стр. 188]
Оптимальная температура диффузионного хромирования
─
900-1050°С с выдержкой 6-12 ч.
Охлаждение кладки деталей производится на воздухе (выдержку при нагреве примем t=10ч)
Детали после хромирования очищаются металлической щеткой и промываются горячей водой для удаления следов хлоридов хрома или солей.
21.6 Контроль после диффузионного хромирования
Поверхность деталей после хромирования бывает блестящей серебристой или матовой светло-серой. Участки поверхности, не соприкасающиеся с обмазкой, становятся темно матовыми, а соприкасающиеся блестящими (это обусловлено применением низкоуглеродистой стали).
Качество диффузионного слоя предлагаю проверять путем погружения контрольных образцов в 30% водный раствор азотной кислоты на 20-40 мин.
Выделение пузырьков водорода, помутнение раствора и разъедание поверхности указывают на нарушение сплошности диффузионного слоя. Иногда после такого испытания образцы промывают в воде и дополнительно погружают в 15% раствор медного купороса. Предлагаю применить и этот способ контроля. В этом случае отсутствие осадка меди на поверхности образцов подтверждает хорошее качество диффузионного слоя.
Затем можно применить для контроля раствор, содержащий: 10 г/л К4Fe (CN)6 и 15 г/л NaCl и 20 г/л желатина. В местах, где сплошность хромированного слоя нарушена, появляются пятна турбулентной сини.
Столько методов контроля травлением и химреактивами необходимо производить исходя из ответственности детали.
Кроме этого контроль хромированного слоя периодически осуществляется путем микроанализа.
Поверхностная твердость контролируется на приборе Виккерса или ТП под нагрузкой 1 кг. При этом твердость a - твердого раствора должна быть ³ 500 - 600 HV
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.