Упрочнение структуры термодиффузионной обработкой деталей

Диффузионная металлизация – это процесс диффузионного насыщения поверхностных слоев стали различными металлами. Его можно проводить в твердых, жидких и газообразных средах. Для диффузионной металлизации в твердых средах применяют порошковые смеси, обычно состоящие из ферросплавов с добавлением хлорида аммония.

Диффузионная металлизация деталей судна

Диффузионная металлизация – это насыщение поверхностного слоя детали элементом для придания поверхности определенных свойств. Наиболее распространенными видами диффузионной металлизации являются:

  • алюминирование – насыщение алюминием для повышения термостойкости;
  • хромирование – насыщение хромом для повышения коррозионной стойкости, жаростойкости, твердости и износостойкости;
  • силиконизация — насыщение кремнием для повышения коррозионной стойкости и кислотостойкости;
  • сульфидирование – насыщение серой для улучшения противозадирных свойств и износостойкости;
  • фосфатирование – насыщение фосфором для улучшения приработки и износостойкости.

Усиление конструкции термодиффузионной обработкой деталей

Контейнеровоз Аласа
Источник: www.shipspotting.com

Насыщение проводят на глубину 0,3-0,9 мм, выдерживая нагретую часть (в среднем до температуры 500-600°С) в нужной среде определенное время (несколько часов).

В последнее время применяют комплексные термохимические методы обработки деталей:

  • сульфоцианирование;
  • хромилирование (насыщение хромом и кремнием);
  • силицирование бором;
  • карбоборирование (насыщение углеродом и бором);
  • азотирование хрома и др.

Такие покрытия обладают высокой поверхностной твердостью и высокой износостойкостью.

Появились новые методы термохимической обработки:

  • ионный;
  • пасты, высвобождающие энергию.

Первые методы основаны на наибольшей активности газа, которая проявляется в ионизированном состоянии — ионитридация, ионная цементация и др. термохимическую ионную обработку проводят в герметично закрытой камере в атмосфере тлеющего дугового или искрового разряда.

Сущность ионных методов можно отнести, например, к ионитрованию. Деталь помещается в камеру, из которой откачивается воздух. Камера заполняется газообразным аммиаком и производится электрический разряд. В этом случае электроды являются анодом, а деталь — катодом. Аммиак диссоциирует и распадается на ионы азота и водорода. Электрическое поле разгоняет их, ионы начинают бомбардировать поверхность детали Способы упрочнения и повышения долговечности деталей, а азот быстро насыщает поверхностные слои.

Усиление конструкции термодиффузионной обработкой деталей

Контейнеровоз Аврора, Северное море
Источник: www.shipspotting.com

Во втором способе деталь покрывают энерговыделяющей пастой, которую поджигают. При горении пасты поверхность детали сильно нагревается (до 600–800°С), и датирующие элементы, содержащиеся в пасте, проникают в верхний слой детали. Через 2-3 минуты обожженную часть погружают в воду для охлаждения.

Используя энерговыделяющие вещества в корабельных условиях, можно производить:

  • алюминирование;
  • скучный;
  • нитроцементация и другие виды термохимической обработки.

Электромеханическое упрочнение

На практике применяют электромеханическую закалку, суть которой заключается в том, что заготовку устанавливают на специально приспособленный винтовой станок, и током 350 — 1300 А, напряжением 2-6 В.

Инструмент от станка должен быть изолирован. Из-за малой площади в месте контакта возникает большое сопротивление, то есть выделяется большое количество тепловой энергии, которая моментально нагревает зону контакта детали и инструмента до высокой температуры (температуры закалки).

Поверхность детали, подвергшейся высокотемпературному нагреву в месте контакта и действию радиальной силы инструмента, сглаживается. Если использовать специальную подкормку для фрезы, можно посадить деталь.

Из-за малой зоны высокотемпературного нагрева относительно объема детали поверхностный слой имеет высокую скорость охлаждения за счет отвода тепла внутрь детали. Это приводит к поверхностной закалке детали на глубину 0,2–0,3 мм и одновременной закалке, что повышает износостойкость до 11 раз, прочность в 2–6 раз, шероховатость поверхности стальной детали доводят до Ra = 0,63 ÷ 0,32 мкм.

Усиление конструкции термодиффузионной обработкой деталей

Контейнеровоз Heinrich Ehler, Кильский канал
Источник: www.shipspotting.com

При определенных условиях (специальная правка резца, режим обработки) возможно восстановление размера детали до сотых долей миллиметра.

Охрана труда при процессах упрочнения

Работы, связанные с усилением деталей механизмов, должны выполняться в специальной одежде, предусмотренной стандартами, с применением средств защиты. Помещения должны быть хорошо освещены. Освещение рабочих столов, верстаков, машин и приборов должно быть достаточным, а для опасных мест в производственных помещениях должно быть обеспечено повышенное освещение.

В помещениях с повышенной пожароопасностью напряжение установок местного освещения не должно превышать 36 В. Аварийное освещение должно быть предусмотрено во всех гальванических цехах и отделениях.

Зона цианирования деталей должна быть изолирована. В кладовой для хранения цианистых солей должны храниться запасные комплекты комбинезонов и противогазов марки Б с противопылевым фильтром для использования при очистке и ремонте ванн. Запрещается устанавливать поилки с фонтанчиками в местах хранения и использования цианистых солей.

Рекомендуем прочитать: Автоматическая обработка поверхности на токарных станках

Селитрные ванны должны быть оборудованы терморегулятором или светозвуковым устройством для предотвращения перегрева селитры выше 550-600°С, так как может произойти взрыв.

Рабочие должны быть обеспечены зубными щетками и зубным порошком.

Усиление конструкции термодиффузионной обработкой деталей

Контейнеровоз Фредерик, Балтийское море
Источник: www.shipspotting.com

После работы необходимо принять горячий душ, тщательно вымыть руки и смазать их глицерином.

Техническую серную кислоту нельзя нагревать выше 60°С, так как она обычно загрязнена различными примесями, особенно мышьяком, который при нагревании до температуры 70-80°С может выделять ядовитый мышьяк водород. При нагревании ванны с раствором соляной кислоты до температуры выше 40°С выделяется хлористый водород.

Помещать мелкие предметы в травильные ванны и выгружать их из ванн необходимо кислотоупорными корзинами из бронзы, алюминия, нержавеющей стали и винипласта. Для электролитической накачки применяют постоянный ток напряжением до 12 В, но мощностью до нескольких тысяч ампер, а также селеновые выпрямители током 1000-3000 А при напряжении 6-9 В, используются.

Рабочие в этих цехах работают в условиях повышенной влажности, поэтому живые автобусы и живые предметы должны быть ограждены забором, чтобы работники не могли с ними контактировать. Все двигатели переменного тока должны быть заземлены.

При работе на высоко- и сверхвысокочастотных установках человек подвергается воздействию периодически меняющихся электрических и магнитных полей. Напряженность электрического поля средних и длинных волн на рабочих местах не должна превышать 5 В/м, за исключением рабочих мест вблизи индукционных плавильных печей и нагревательных индукторов, где временно допускается напряженность поля 10 В/м. Интенсивность облучения на рабочих местах для диапазона сантиметровых и дециметровых волн устанавливается в милливаттах на квадратный сантиметр.

При нахождении работника на рабочем месте в течение всего рабочего дня интенсивность излучения не должна быть более 0,01 мВт/см2, в течение ок. 2 часа — не более 0,1 мВт/см2. При этом важно использовать защитные очки, которые должны быть изготовлены из латуни или металлической сетки размером 0,8×0,8Х×2 см.

Усиление конструкции термодиффузионной обработкой деталей

Контейнеровоз Baltic Petrel, река Эльба
Источник: www.shipspotting.com

Концентрация вредных газов, паров и пыли в рабочей зоне не должна превышать санитарных норм. В помещениях, где производятся работы с ядовитыми веществами (травление деталей, электролитическая наплавка, электромеханический способ наплавки и электроискровая обработка деталей, термическая обработка), должна быть хорошо налажена приточно-вытяжная вентиляция. Установки, выделяющие ядовитые вещества в рабочую зону, должны быть оборудованы местными отсосными устройствами. Работать на таких установках можно только в спецодежде и со средствами индивидуальной защиты.

При несоблюдении правил безопасности токсические вещества в процессах засолки термохимической обработкой могут попасть в организм человека и вызвать отравление Помощь при остром отравлении (окись цинка, марганец, бензол, ксилол, толуол, свинец, хром, окись углерода, двуокись серы , фтористый водород).

При термообработке металлические каркасы электропечей должны быть надежно заземлены, на пульте управления должна загораться красная лампа, свидетельствующая о подаче напряжения на нагревательные элементы печи, и зеленая при снятии напряжения.

Dream-yachts
Добавить комментарий