|
При цементации изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания, необходимо стремиться к получению возможно большего содержания карбидной фазы на рабочих поверхностях, чтобы обеспечить высокую износостойкость и самозатачиваемость режущих лезвий. Содержание углерода в цементованных слоях при этом должно быть не менее (2,5...3,0)% [3,4,11,16]. В работах [11, 15, 17, 31, 43] приведены результаты исследования процесса такого насыщения углеродом некоторых сталей с образованием в их поверхностных слоях большого количества карбидов диффузионной карбидизации. Осуществление диффузионной карбидизации сталей может быть достигнуто только при выполнении двух обязательных условий: 1) карбюризатор, предназначенный для такого рода цементации, должен обладать повышенной науглероживающей способностью; 2) цементуемая сталь должна быть легирована достаточным количеством карбидообразующих элементов. Применение специальных паст на базе сажи с добавкой щавелевого натрия и кальцинированной соды значительно увеличивает скорость цементации. Наиболее подходящим карбюризатором для диффузионной карбидизации следует признать цементующую пасту на основе сажи с ускоряющими добавками (сода, поташ, углекислый барий и др.). Реакционная способность углеродных материалов определяется их удельной поверхностью, для сажистого углерода. Эта поверхность определяется дисперсностью и кристаллической структурой сажевых частиц. В литературе имеются сообщения о том, что сажистый углерод имеет восстановительную способность в несколько раз выше, чем кокс, графит и древесный уголь [3, *]. Замена стандартного древесно-угольного карбюризатора * Енин, О.А. Физическая химия пирометаллургических процессов [Текст] / О.А. Енин, П.В. Гельд // Свердловск: Металлургиздат. 1962. 167 с. 19 |
8 в насыщающей среде и на поверхности изделий, образование химических соединений на поверхности и глубине металла. При малой активности атомов скорость роста толщины слоя приближается к линейному закону: у = к2 .т (1.1) и определяется скоростью химической реакции в окружающей среде, на поверхности металла и его структуре (рис. 1.15, прямая 1). При большой активности атомов скорость роста толщины слоя описывается уравнением квадратичной параболы: у = к2. т 0,5 (1.2), где к2коэффициент, зависящий от вида диффундирующих атомов и других факторов. В этих условиях скорость насыщения и роста толщины слоя в наибольшей степени зависят от скорости диффузии атомов (рис. 1.16, кривая 2). Если показатели активности атомов и скорости их диффузии соизмеримы, процесс роста толщины описывается уравнением степенной параболы, такой как: у = к2. т 0,75 (1.3) и зависит от скорости реакционной диффузии атомов (рис. 1.16, кривая 3). В случае повышения концентрации диффузионного элемента на поверхности толщина слоя растет, при соответствующей температуре и продолжительности процесса насыщения. Скорость роста толщины диффузионного слоя при образовании твердых растворов внедрения, значительно выше, чем при образовании твердого раствора замещения. Поэтому при насыщении поверхности металлами (А1, Cr, S1 и др.), которые образуют твердые растворы замещения, требуются более высокие температуры и времена насыщения. В зависимости от вида насыщающих атомов ХТО делится на несколько видов: цементацию (насыщением углеродом) при нагреве в соответствующей среде карбюризаторе. При цементации изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания, необходимо стремиться к получению возможно большего содержания карбидной фазы на рабочих поверхностях, чтобы обеспечить высокую износостойкость и самозатачиваемость лезвий. Содержание углерода в цементованных слоях при этом должно быть не менее, 2,5...3,0% [12]. 9 В работах [25-27] приведены результаты исследования процесса такого насыщения углеродом некоторых сталей с образованием в их поверхностных слоях большого количества карбидов диффузионной карбидизации. Осуществление диффузионной карбидизации сталей может быть достигнуто только при выполнении двух обязательных условий: 1) карбюризатор, предназначенный для такого рода цементации, должен обладать повышенной науглероживающей способностью; 2) цементуемая сталь должна быть легирована достаточным количеством карбидообразующих элементов. Наиболее подходящим карбюризатором для диффузионной карбидизаций следует признать цементующую пасту на основе сажи с ускоряющими добавками (сода, поташ, углекислый барий и др.). Реакционная способность углеродных материалов определяется их удельной поверхностью, для сажестого углерода. Эта поверхность определяется дисперсностью и кристаллической структурой сажевых частиц. В литературе имеются сообщения о том, что сажестый углерод имеет восстановительную способность в несколько раз выше, чем кокс, графит и древесный уголь [9]. Согласно В.Б. Райцесу [1], замена стандартного древесно угольного карбюризатора пастой, содержащей сажу, ускоряет цементацию в 5...6 раз при 105 °С. Преимущество науглероживающей среды, содержащей дисперсную карбонатно сажевую смесь на поверхности цементуемых деталей, заключается в том, что реакция генерирования окиси углерода, приближена до предела к поверхности стали, благодаря чему скорость науглероживания (как и равномерность) резко увеличивается по сравнению с цементацией как в твердых, так и в газовых карбюризаторах. Что касается действия ускоряющих и активизирующих добавок, то многие исследователи [1,9] склонны считать, что ускорение процесса цементации обусловливается, главным образом, каталитическим воздействием входящих в их состав металлов. Различия в действиях отдельных активизирующих веществ объясняется различием в теплотах диссоциации и некоторыми другими факторами. Есть сведения [12], что добавление в сажево карбонатную смесь азотосодержащего компонента триэтаноламина позволяет снизить темпера |