Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Химико-термическая обработка стали

Технологический процесс вакуумной металлизации

Рассматриваемый метод обработки деталей применяется достаточно давно. Вакуумная металлизация – процесс, основанный на испарении и выпадении конденсата материала на подложку. Среди особенностей данного процесса следует отметить нижеприведенные моменты:

  1. Универсальность и высокая эффективность метода определяет его большое распространение. В будущем ожидается более обширное применение процесса металлизации полимерных и других материалов. Развитие рассматриваемого метода обработки связывают с совершенствованием используемого оборудования. Так современные вакуумные установить позволяют автоматизировать процедуру металлизации деталей, повысить качество получаемых поверхностей, снизить себестоимость получаемых изделий. Единственное препятствие на пути развития данной отрасли – высокая стоимость современного оборудования и возникающие сложности при его установке, использовании и обслуживании.
  2. Технологический процесс вакуумной металлизации достаточно сложен, на результате отражается условие проведения каждого этапа. При нагреве материала, который должен стать будущим покрытием, он претерпевает большое количество изменений. Примером можно назвать то, что изначально покрытие испаряется, затем происходит адсорбция, после чего выпадение конденсата и кристаллизация для закрепления слоя на поверхности.
  3. На качество получаемого результата оказывает воздействие достаточно большое количество факторов, среди которых отметим физико-химические качества подложки, выдерживаемые условия проведения металлизации.
  4. Образование напыляемого покрытия при металлизации происходит в два основных этапа: перенос энергии и массы от источника к поверхности и их распределение по всей подложке.

Технология вакуумной металлизации подходит для обработки самых различных деталей. В качестве примера можно привести рулонные материалы из пластика или пластмассы.

Типовая технология состоит из нескольких основных этапов:

Подготовка детали к проводимому процессу. Среди требований, которые предъявляются к детали можно отметить отсутствие острых кромок и скрытых участков от прямолинейного попадания конденсата. Вакуумная металлизация пластмасс или других материалов возможна только в том случае, если фора заготовки не сложная.
Обезжиривание и сушка. Некоторые материалы могут содержать большое количество адсорбированной влаги, к примеру, полимеры. Сушка проводится при температуре около 80 градусов Цельсия, время выдержки составляет 3 часа. Обезжиривание уже проводится в вакуумной камере на подготовительном этапе. Технология обезжиривания предусматривает разматывание рулона и воздействие тлеющего разряда. Как показывают результаты проведенных исследований, выполнение отжига на стадии подготовки полимеров благоприятно сказывается на структуре рассматриваемого материала, так как существенно снижается показатель внутреннего напряжения. Вакуумная рулонная металлизация должна проводится с исключением вероятности образования складок на этапе подготовке заготовки, так как их можно назвать дефектов.
Этап активационной обработки поверхности. Вакуумная металлизация пластика и других материалов предусматривает активацию поверхности. При этом могут использоваться самые различные методы активации, выбор которых зависит от качеств самого материала. Данный процесс предназначен для повышения показателя адгезии поверхности.
Нанесение вещества на поверхность. В большинстве случае вакуумная металлизация алюминия или другого сплава проходит при применении резистивного метода испарения при условии воздействия температуры. Вольфрамовая технология испарения применяется намного реже, так как предусматривает нагрев среды до небольшой температуры, в результате чего испаритель разрушается за минимальные сроки.
Заключительный этап касается контроля качества металлизации. Если наносимый слой носит декоративный характер, то в большинстве случаев контроль качества заключается в регистрации оптических свойств

Кроме этого уделяется внимание равномерности напыления, прочности соединения поверхностного слоя и структуры.

Технология вакуумной металлизации пластмасс и других материалов сложна, для получения качественной поверхности нужно соблюдать все условия обработки.

Отличие от других цветных металлов

Известно, что у металлов свойства в большей степени идентичны. Но каждый элемент имеет свои отличительные характеристики. Именно они и позволяют понять, как отличить металл от алюминия:

  • медь распознается по ярко-красноватому оттенку;
  • у железа и его сплавов высокие показатели магнитных свойств;
  • узнать золото можно по желтому цвету;
  • у свинца высокая хрупкость и плотность;
  • серебро отличается ярким блеском;
  • у олова высокая пластичность.

Вышеперечисленные способы только оценочные и приблизительные. Более достоверная информация доступна на страницах специальной справочной литературы.

Азотирование

Данным термином называют насыщение материала азотом. Этот процесс производят в аммиаке при 480 — 650°С.

С легирующими данный элемент формирует нитриды, характеризующиеся дисперсностью, температурной устойчивостью и твердостью.

Необходима предварительная механическая и термическая обработка для придания окончательных размеров. Не азотируемые фрагменты покрывают оловом либо жидким стеклом.

Обычно используют температурный интервал от 500 до 520°С. Это дает за 24 — 90 ч. 0,5 мм слой. Толщина определяется длительностью, составом материала, температурой.

Азотирование

Азотирование приводит к увеличению обрабатываемых деталей вследствие возрастания объема верхнего слоя. Величина роста напрямую определяется его толщиной и температурным режимом.

При жидком способе применяют цианосодержащие, реже бесцианитные и нейтральные соли. Ионная химико-термическая операция отличается повышенной скоростью.

Азотирование подразделяют по целевым свойствам: им достигается или улучшение устойчивости к коррозии, либо повышение стойкости к износу и твердости.

Технология и методы алитирования

Диффузионное алитирование проходит при температуре от 700 до 1100 градусов Цельсия. Оптимальные режимы обработки выбираются в зависимости от особенностей обрабатываемого материала. Выделяют несколько наиболее распространенных технологий химико-термического воздействия:

Алитирование в порошкообразных смесях проводится использовании металлических ящиков. Заготовка помещается в твердый карбюризатор. При этом приготовленная смесь может использоваться многократно, что делает данную технологию экономически выгодной. Температура алитирования стали в данном случае выдерживается в пределе от 950 до 1050 градусов Цельсия, процесс занимает от 6 до 12 часов. Максимальная глубина проникновения алюминия составляет 0,5 миллиметров. Используемый состав представлен алюминиевой пудрой, порошка и определенных добавок. Добавки представлены окисью алюминия и молотой глиной, а также хлористыми разновидностями аммония и алюминия. В некоторых случаях процедура затягивается до 30 часов, что делает ее экономически не выгодной. Данный метод применим в случае сложной конфигурации детали, так как изменение поверхностного этапа проводится поэтапно. Изменение состава поверхностного слоя порошкообразной смесью – самый дорогой метод из всех применяемых.
Алитирование напылением проводится в случае, если нужно сократить время проведения данной операции. Данная технология алитирования определяет воздействие относительно невысокой температуры, около 750 градусов Цельсия, требуется порядком одного часа для проникновения алюминия на глубину 0,3 миллиметра. Достоинства данного метода заключается в быстроте исполнения, но нельзя его использовать для получения износостойких ответственных деталей, так как поверхностная пленка очень тонкая. Поверхностное насыщение стали рекомендуют проводить при массовом производстве. Прочность сцепления напыляемого слоя в этом случае невысокая, составляет 0,2-2 кг/мм2. Также особенности данной технологии определяют высокую пористость структуры.
Металлизация с последующим обжигом проводится при нагреве детали до температуры 900-950 градусов Цельсия, длительность нагрева составляет 2-4 часа. Данный метод существенно уступает предыдущему, так как получаемый слой имеет толщину не более 0,2-0,4 миллиметров, а расходы повышаются по причине существенного увеличения времени нагрева. Однако его часто применяют в случае, когда нужно получить деталь с прочной и твердой поверхностью, которая будет подвергаться существенным нагрузкам. Это связано с тем, что проводимый отжиг позволяет снизить показатель хрупкости, повысив прочность.
Алитирование в вакууме предусматривает нанесение покрытия путем испарения алюминия с его последующим осаждением на поверхности изделия. Толщина получаемого покрытия незначительно, но вот достигаемое качество одно из самых высоких. Для нагрева среды проводится установка специальных печей, которые способны раскалить подающийся состав до температуры 1400 градусов Цельсия. Высокое качество покрытия достигается за счет равномерного распределения алюминия по всей поверхности. Технология в данном случае предусматривает предварительный нагрев поверхности до температуры от 175 до 370 градусов Цельсия. Следует уделять много внимания предварительной подготовке детали, так как даже незначительная оксидная пленка становится причиной существенного снижения качества сцепления поверхностного и внутреннего состава. Высокая стоимость процесса и его сложность определяют применимость только при производстве ответственных деталей.
Алитирование методом погружения пользуется большой популярностью по причине того, что покрытие наносится в течение 15 минут. При этом оказывается относительно невысокая температура: от 600 до 800 градусов Цельсия. Кроме этого данный метод один из самых доступных в плане стоимости. Суть процедуры заключается в погружении заготовки в жидкий алюминий, нагретый до высокой температуры. При этом получается слой толщиной от 0,02 до 0,1 миллиметра

Особое внимание уделяется подготовке среды, в которой будет проводится процесс изменения химического состава поверхностного слоя.

Микроструктура вставки, алитированной по оптимальному режиму

Есть и другие методы внесения алюминия, которые позволяют изменить основные эксплуатационные качества заготовок.

Наиболее распространенным дефектами называют нарушения однородности структуры, появления зоны коррозионного поражения, отклонение требуемого химического состава и так далее.

Долговечность изделия в зависимости от толщины алитированного слоя

Суть технологии

Цианированием называют один из видов химико-термической обработки стали. Суть данного метода состоит в насыщении металлических поверхностей азотом и углеродом в температурном диапазоне от 530 до 950°С. По технологии это напоминает совмещение азотирования и цементации.

Цель цианирования состоит в улучшении свойств металла. Так, данная технология обработки повышает твердость, предел выносливости, износостойкость материала. Принцип цианирования основан на диффузии в структуру материала углерода и азота.

Данный процесс включает две стадии:

  • Сначала происходит насыщение верхнего слоя углеродом и азотом. Это продолжается 1 — 3 ч.
  • Далее абсорбированные в структуру материала атомы азота могут десорбироваться (выходить через поверхность, перейдя в газовую фазу). При этом насыщение углеродом продолжается и на втором этапе.

Ход рассматриваемого процесса определяется температурным режимом. Так, в диффузионном верхнем слое при возрастании температуры сокращается содержание азота, и увеличивается количество углерода, причем непрерывно либо до конкретного момента. На последних стадиях операции концентрация азота начинает сокращаться. Вследствие этого возможна фиксация насыщения данным элементом верхнего слоя стали при различных температурах. Сокращение содержания азота и повышение концентрации углерода при возрастании температуры происходит линейно. Однако это актуально лишь для верхнего слоя материала, а в нижележащих данная закономерность не наблюдается.

Кроме того, на особенности совместной диффузии воздействует количество азота, определяющее глубину распространения диффузии углерода и величину насыщения им слоя. Чрезмерное содержание азота может повлечь недостаточную скорость диффузии углерода. Это объясняется способствованием азота формированию карбонитридных образований на поверхности.

Глубина проникновения обоих элементов в сталь определяется ее микроструктурой. Однако в любом случае азот проникает на большую глубину, чем углерод.

Таким образом, результат работ определяется несколькими факторами. К ним относятся температура нагрева, концентрация азота и углерода, свойства среды и материала.

Поточный агрегат для цианирования

В результате на поверхности стали формируется двухслойное покрытие. Сверху расположен карбонитридный слой (Fe2(C, N)) толщиной 10 — 15 мкм. Он характеризуется высокой износостойкостью и меньшей хрупкостью в сравнении с чистыми нитридами и карбидами. Нижележащий слой представлен азотистым твердым ферритом (мартенситом). Общая толщина — 0,15 — 2 мм.

Применение

Металлизация используется для изменения характеристик обрабатываемого изделия. После того, как нанесли слой металла или сплава, деталь получает дополнительную стойкость к высоким температурам, коррозии, износу, эрозии. Кроме этого нанесенный слой может служить для защиты и декоративного оформления готового изделия. С помощью металлизации производится восстановление изношенных деталей.

Поверхность детали после металлизации

Области применения:

  • Электромашиностроение. Электротехнические компоненты необходимы в любой из отраслей промышленности. Их необходимо защитить от изнашивания, обеспечить точный уровень электрической проводимости. Покрытие металлизация используется при изготовлении:
    1. микроволновых схем;
    2. электродов конденсаторов;
    3. микроволновых отражателей;
    4. катушек индукции;
    5. керамических резисторов;
    6. валов двигателей.
  • Транспортная промышленность. Нанесенный слой обеспечивает эксплуатирующимся деталям защиту от коррозии, механического воздействия, повышенной температуры. Методом покрытия пользуются при изготовлении:
    1. поршней
    2. компрессионных колец;
    3. распредвалов;
    4. стопорных колец;
    5. полуосей;
    6. тормозных дисков;
    7. вытяжных вентиляторов;
    8. гидроцилиндров;
    9. теплоотводов;
    10. шасси;
    11. глушителей;
    12. деталей двигателей;
    13. деталей коробок скоростей.
  • Авиационная и космическая промышленность. Термическое напыление обеспечивает термостойкость, коррозионостойкость, сопротивляемость трению. Напыляют на:
    1. детали двигателя:
    2. роторы;
    3. лопатки турбин;
    4. лопатки компрессоров;
    5. камеры сгорания;
    6. сопла;
    7. детали механизмов руля и управления крыльями;
    8. стойки шасси;
    9. топливные оправки.
  • Текстильная промышленность. Элементы ткацких станков подвержены абразивному изнашиванию из-за высоких скоростей и трения. Обрабатываются:
    1. ролики;
    2. оси.
  • Бумажная промышленность и полиграфия. Твердые металлы обеспечивают защиту от волокон целлюлозы и химических чернил. Обработке подлежат:
    1. цилиндры на печатных машинах;
    2. анилоксовые валы;
    3. цилиндры бумагоделательных машин;
    4. подшипники скольжения.
  • Энергетика. Газовые турбины работают при высоких температурах, поэтому их детали подлежат обработке металлизацией.
    1. Детали газовых агрегатов: турбин и компрессоров
    2. детали паровых агрегатов;
    3. детали гидравлических агрегатов;
    4. запорная арматура.
  • Защита поверхностей:
    1. стальных несущих конструкций, работающих в водной (пресной) среде;
    2. стальных несущих конструкций, работающих с морской водой;
    3. морского транспорта;
    4. металлических конструкций от воздействия высоких температур:
    5. дымоходы;
    6. вытяжки на газовых турбинах;
    7. выпускные коллекторы автомобилей;
    8. сопла ракет;
    9. металлоконструкций от коррозии на промышленных площадках:
    10. железнодорожные мосты;
    11. конструкции бассейнов;
    12. контейнеры;
    13. резервуары, хранящие нефтепродукты;
    14. металлоконструкций от химических реакций:
    15. трюмы танкеров;
    16. установки очистки сточных вод.
  • Химическая, нефтеперерабатывающая промышленность, например:
    1. запорная арматура;
    2. уплотнители;
    3. посадочные места машин и агрегатов;
    4. теплообменники;
    5. резервуары.
  • Металлургическая промышленность:
    1. прокатные станы;
    2. кристаллизаторы;
    3. оборудование для прокатки проволоки, в том числе из цветных сплавов.
  • Инструменты:
    1. прессовые штампы;
    2. несущие поверхности;
    3. вторичный двигатель.
  • Тяжелое машиностроение:
    1. платформы;
    2. буры;
    3. краны;
    4. экскаваторы.

Пищевая промышленность.

  • Декоративные изделия:
    1. посуда;
    2. бумага;
    3. ткань.

В чем отличие глушителей для автомобиля

На российском рынке автозапчастей представлены десятки видов глушителей. Европейские, Российские, Китайские, Турецкие – как потребителю выбрать автомобильный глушитель высокого качества. Одни дороже, другие дешевле. Одни окрашенные, другие нет. Марка одних известна всем, а название других ни о чем не говорит. Мы не собираемся рекламировать определенный бренд, мы просто поможем вам сделать правильный выбор.

Главный критерий качества выпускной системы – это металл, из которого она изготовлена.

Автомобильные глушители производятся из следующих материалов:

— обычная сталь;

— нержавеющая сталь;

— алюминизированная сталь.

Большая часть глушителей для иномарок сделана из алюминизированной стали. Этот материал более стойкий к коррозии, чем обычная сталь, хотя стоимость алюминизированного глушителя не намного выше стального. Именно по этой причине Европа полостью прекратила выпуск обычных стальных глушителей. В России глушители из черной стали выпускаются по сей день.

Детали из обычной стали служат не более года, тогда как качественные алюминизированные глушители могут эксплуатироваться от 4 до 6 лет. Заметьте именно «качественные». К сожалению, есть и не качественные. Срок их службы не превышает одного года.

Проблема в том, что оценить качество алюминизированного глушителя на глаз невозможно. А вот от глушителя из «черной» стали можно отличить без труда. Детали из черной стали обычно окрашивают серебристой краской, а неокрашенные имеют черный цвет. Красят глушители лишь для того, чтобы они не заржавели до продажи. На этом полезные свойства покраски заканчиваются.

Глушитель из алюминизированной стали имеет ровный белый оттенок, как у алюминия. Существуют еще глушители из сплава цинка и алюминия. Их цвет схож с обычной оцинковкой, которой кроют крыши.

Детали выхлопной системы из нержавеющей стали в свободной продаже встречаются редко. Как правило, это оригинальные запчасти известных производителей. Связано это с тем, что цена нержавейки существенно выше, и автолюбители не хотят платить эту разницу в деньгах. Некоторые автовладельцы не планируют ездить на своем авто более 2-3 лет, другие предпочтут заменить глушитель через те же 3 года. Именно по этим причинам глушители из нержавейки не выпускается в больших количествах.

Еще одним важным аспектом качества глушителя является его внутренняя начинка. Это только на вид глушители разных производителей внешне похожи. Поглощение звука выхлопа зависит от нескольких факторов:

— наличие двухслойного корпуса;

— качество внутренних перфорированных труб;

— объема внутренней полости глушителя;

— термостойкость звукопоглощающей набивки и ее устойчивость к выдуванию.

Стоимость глушителя прямо пропорциональна его объемам. Один из вариантов снижения цены – упрощение конструкции. Многие недобросовестные производители выбирают этот путь, что отрицательно сказывается на способностях глушителя перерабатывать поток выхлопных газов. Уменьшение объема банки и упрощение внутреннего устройства, приводит к более громкому звуку выхлопа. А использование низкокачественного акустического наполнителя, ведет к быстрой потере его звукопоглощающих свойств. Как следствие, появляется эффект «барабана».

Предисловие…

Начну, пожалуй, с того, что чистый алюминий в автомобилестроении встречается крайне редко, чаще всего это сплавы с добавлением различных добавок, позволяющих улучшить свойства этого металла. Например, алюминиевый кузов автомобиля или отдельные его части производят из алюминия, в который добавлен магний, кремний или марганец. Такие добавки позволяют получить более прочный, но при этом такой же легкий и пластичный металл.

Алюминиевые детали производятся различными способами, в зависимости от ее назначения. Наиболее распространенные способы производства: ковка, литье, штамповка, а также экструзия. Самый популярный вид изготовления алюминиевых деталей — это конечно же, литье. При помощи этого метода отливают детали двигателя, различные корпусы, а также некоторые детали подвески.

Первопроходцем в «алюминиевом направлении» стала , которая в 1994 году запустила серийное производство Audi A8, у которого кузов был полностью изготовлен из алюминия. В те времена это решение было революционным и хорошенько всколыхнуло мир автомобилестроения. Вес алюминиевого A8 составлял всего 231 кг. Впечатляет, не так ли?

Разница между алюминием и сталью

Определение

Алюминий: Алюминий — это мягкий металл серебристо-серого цвета.

Сталь: Сталь — это металлический сплав, состоящий из железа, углерода и нескольких других элементов.

Устойчивость к коррозии

Алюминий: Алюминий устойчив к коррозии и коррозии.

Сталь: Сталь не устойчива к коррозии, и ржавчина происходит легко.

плотность

Алюминий: Алюминий — это мягкий металл с относительно низкой плотностью.

Сталь: Сталь — твердосплавный сплав с высокой плотностью.

Алюминий: Алюминий — это легкий металл.

Сталь: Сталь имеет больший вес, чем алюминий.

Алюминий: Алюминий трудно поддается сварке.

Сталь: Сталь легко сваривается.

Температура плавления

Алюминий: Алюминий имеет более низкую температуру плавления.

Сталь: Сталь имеет очень высокую температуру плавления.

Заключение

У металлов и металлических сплавов есть много применений в промышленном масштабе. Алюминий и сталь являются такими элементами. Основное различие между алюминием и сталью заключается в том, что алюминий — это металл, а сталь — это металлический сплав.

Травители

Травление углеродистых сталей осуществляется в 8-20% растворе серной или 10-20% соляной кислоты. С обязательным добавлением ингибиторов коррозии (КС, ЧМ, УНИКОЛ) для устранения хрупкости материала и уменьшения возможности перетравливания.

Изделия из нержавеющей или жаропрочной стали обрабатываются с применением раствора, состоящего из: 12% соляной, 12% серной, 1% азотной кислоты. Если требуется, обработку делают в несколько ступеней. Первая — в 20% соляной кислоте разрыхляется окалина. Второй этап — это погружение в 20-40% раствор азотной кислоты для полного удаления поверхностных загрязнений.

Толстый слой окалины, который образуется на нержавеющей стали, при её производстве удаляют 75-85% расплавом едкого натра с 20-25% азотнокислого натрия. После чего в 15-20% азотной кислоте производится полное удаление окислов.

Обработку алюминия и сплавов на его основе используют снятия тугоплавкой оксидной плёнки с поверхности заготовки. Для этого применяются щелочные или кислотные растворы. Обычно используют 10-20 % щёлочь, при температуре 50-80 ºС, процедура травления занимает менее 2 минут. Добавка в щелочь хлористого и фтористого натрия делает этот процесс более равномерным.

Очистка титана и его сплавов, проводимая после термической обработки, выполняется в несколько этапов. На первой стадии в концентрированном едком натре разрыхляют окалину. Затем удаляют окалину в растворе из серной, азотной или фтористоводородной кислоты. Для удаления оставшегося травильного шлама используют соляную или азотную кислоту с добавкой небольшого количества фтористоводородной кислоты.

При обработке меди и ее сплавов используют травители из перекиси водорода, хромовой кислоты и следующих солей:

  • хлорида меди;
  • хлорида железа;
  • персульфата аммония.

Этот информационный материал подробно описывает применяемый на металлургических предприятиях процесс травления. Способ позволяет быстро очищать поверхность металла от окислов, окалины, ржавчины и других загрязнений. Благодаря травлению можно наносить на металл различные рисунки, создавать сложные микросхемы и делать микроскопические каналы нужной формы.

Один из способов получения на металлических изделиях выпуклого или вдавленного рисунка, появившийся сравнительно недавно, получил название травление. Принцип действия этого метода основан на использовании электрохимических процессов в жидком электролите. При наличии художественных способностей, даже в домашних условиях можно получить узор высокого качества при минимуме требуемых материалов и оборудования.

При самостоятельном выполнении травления в домашних условиях потребуются следующие расходные вещества и приспособления:

  • изделие, предназначенное для украшения – различные столовые приборы, охотничьи или походные ножи или простые мыльницы, на которых можно выполнить простейшие узоры;
  • емкость достаточного объема и удобной формы из неметаллических материалов, подходящая для помещения в нее всего обрабатываемого изделия или украшаемой его части. Наиболее удобно использовать с этой целью стеклянные емкости, позволяющие визуально контролировать процесс обработки.
  • достаточное количество обыкновенной поваренной соли;
  • лак для ногтей любого цвета;
  • средство для снятия лака, предназначенное для очистки обработанного изделия;
  • источник постоянного электрического тока небольшого напряжения. В этом качестве может быть использовано зарядное устройство для зарядки автомобильных или телефонных аккумуляторов.

Электролизное силицирование

Силицирование молибдена или стали может проводится при применении электролизной технологии, которая предусматривает использование предназначенного для  химико-термической обработки  оборудования. Составными элементами классического оборудования являются:

  1. Печь-ванна, в которую погружается заготовка и подвергается нагреву.
  2. Система питания, которая может генерировать и подавать постоянные или переменные токи.
  3. Система автоматического контроля заданных режимов и регулировки температуры.

Микроструктура слоев электролизного силицирования

В производственных условиях силицированию подвергают детали при установке газовых или электрических печей, которые позволяют достигнуть требуемой температуры для нагрева деталей. При газовом силицировании температура рабочей среды может повышаться до температуры 1050 градусов Цельсия. Поэтому довольно часто тигли изготавливают из специальной керамики, которая может выдержать воздействие столь высокой температуры.

Среди особенностей производственного процесса отметим следующие моменты:

  • Детали, которые будут подвергаться рассматриваемому методу обработки, монтируются в предназначенных для этого емкостях. Для соблюдения технологии материалы заготовки и приспособления должны контактировать.
  • Проводится заполнение тигля расплавом с кремнием.
  • Проводится организация катодной защиты.
  • В качества анодов используются стержни, изготавливаемые из угля или графита.
  • Заготовка предварительно просушивается, после чего плавно опускают в расплав.
  • Проверив надежность крепления всех элементов проводится подача тока.
  • В зависимости от того, каким составом представлен используемый электролит нагрев среды проводится до температуры 950-1100 градусов Цельсия, время выдержки составляет 3-5 часов.

По завершению процесса насыщения ток электролиза отключается, после чего детали вынимаются и подвергаются дальнейшей обработке, чаще всего, закалке. Охлаждение деталей проводится на открытом воздухе, после чего обязательно выполняют промывку поверхности.

При насыщении кремнием поверхности обрабатываемых деталей рассматриваемым методом следует учитывать, что размеры могут изменяться. Именно поэтому после завершения силицирования часто проводят шлифовку поверхности.

В качестве насыщенной среды могут использоваться щелочные металлы и силикаты, часто в состав добавляются хлориды и фториды, а также вещества, которые повышают текучесть используемых силикатов.

К преимуществам данного метода отнесем следующие моменты:

  1. Малый период выдержки и возможность одновременной обработки нескольких деталей определяют высокую производительность.
  2. Организовать процесс обработки достаточно просто.
  3. Низкая стоимость веществ, которые используются для получения среды.
  4. Есть возможность получить равномерный насыщенный слой.
  5. Метод идеально подходит для применения в массовом производстве.

Недостаток заключается только в сложности подготовки среды.

Материалы, допускаемые к алитированию

Металлизация – технология, которая предназначенная для изменения свойств поверхностного слоя. Разновидностью данной технологии является и алитирование. Насыщению поверхностного слоя подвергают:

  1. Углеродистые стали. При этом преимущественно используются низкоуглеродистые стали, реже среднеуглеродистые. При высоком содержании углерода в составе процедура становится малоэффективной.
  2. Легированные стали применяются реже, но при правильном проведении технологии можно получить износостойкие детали.
  3. Чугун также можно подвергать процедуре алитирования для изменения основных эксплуатационных качеств.

Для получения нержавеющей стали алитированию подвергают как углеродистые, так и легированные стали. В некоторых случаях проводится предварительная подготовка сталей и сплавов, представленная закалкой или другими процедурами химико-термической обработки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Теплотехнические и прочностные характеристики нержавеющей стали и алюминия

1. Учитывая в 3 раза меньшую несущую способность и в 5,5 раз большую теплопроводность алюминия, кронштейн из алюминиевого сплава является более сильным «мостом холода», чем кронштейн из нержавеющей стали. Показателем этого служит коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции. По данным исследований коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции при применении системы из нержавеющей стали составил 0,86-0,92, а для алюминиевых систем он равен 0,6-0,7, что заставляет закладывать большую толщину утеплителя и, соответственно, увеличивать стоимость фасада.

Для г. Москвы требуемое сопротивление теплопередаче стен с учетом коэффициента теплотехнической однородности составляет для нержавеющего кронштейна — 3,13/0,92=3,4 (м2.°C)/Вт, для алюминиевого кронштейна — 3,13/0,7=4,47 (м2.°C)/Вт, т.е. на 1,07 (м2.°C)/Вт выше. Отсюда, при применении алюминиевых кронштейнов толщина утеплителя (с коэффициентом теплопроводности 0,045 Вт/(м.°C) должна приниматься почти на 5 см больше (1,07*0,045=0,048 м).

2. Из-за большей толщины и теплопроводности алюминиевых кронштейнов по расчетам, проведенным в НИИ Строительной физики, при температуре наружного воздуха -27 °C температура на анкере может опускаться до -3,5 °C и даже ниже, т.к. в расчетах площадь поперечного сечения алюминиевого кронштейна принималась 1,8 см2, тогда как реально она составляет 4-7 см2. При применении кронштейна из нержавеющей стали, температура на анкере составила +8 °C . То есть, при применении алюминиевых кронштейнов, анкер работает в зоне знакопеременных температур, где возможна конденсация влаги на анкере с последующим замерзанием. Это будет постепенно разрушать материал конструктивного слоя стены вокруг анкера и соответственно снижать его несущую способность, что особенно актуально для стен из материала с низкой несущей способностью (пенобетон, пустотелый кирпич и др.). При этом теплоизоляционные прокладки под кронштейн по причине их малой толщины (3-8 мм) и высокой (относительно утеплителя) теплопроводности снижают теплопотери всего на 1-2 %, т.е. практически не разрывают «мост холода» и мало влияют на температуру анкера.

3. Низкое температурное расширение направляющих. Температурные деформации алюминиевого сплава в 2,5 раза больше, чем нержавеющей стали. Нержавеющая сталь имеет более низкий коэффициент температурного расширения (10•10-6 °C-1), по сравнению с алюминием (25•10-6 °C-1). Соответственно удлинение 3-метровых направляющих при перепаде температур от -15 °C до +50 °C составит 2 мм для стали и 5 мм для алюминия. Поэтому для компенсации температурного расширения алюминиевой направляющей необходим целый ряд мероприятий:

а именно — введение в подсистему дополнительных элементов — подвижных салазок (для П-образных кронштейнов) или овальных отверстий с втулками для заклепок — не жесткая фиксация (для L-образых кронштейнов).

Это неминуемо приводит к усложнению и удорожанию подсистемы или неправильному монтажу (так как очень часто бывает, что монтажники не использует втулки или неправильно фиксирует узел с дополнительными элементами).

В результате данных мероприятий весовая нагрузка приходится только на несущие кронштейны (верхний и нижний) а другие служат лишь как опора, а это значит, что анкеры нагружены не равномерно и это обязательно нужно учитывать при разработке проектной документации, что зачастую просто не делают. В стальных же системах вся нагрузка распределяется равномерно — все узлы жестко зафиксированы — незначительные температурные расширения компенсируются за счет работы всех элементов в стадии упругой деформации.

Конструкция кляммера позволяет делать зазор между плитами в системах из нержавеющей стали от 4 мм, тогда как в алюминиевых системах — не менее 7 мм, что к тому же не устраивает многих заказчиков и портит внешний вид здания. Кроме того, кляммер должен обеспечивать свободное перемещение плит облицовки на величину удлинения направляющих, иначе будет происходить разрушение плит (особенно на стыке направляющих) или разгибание кляммера (и то, и другое может привести к выпадению плит облицовки). В стальной системе нет опасности разгибания лапок кляммера, что может с течением времени произойти в алюминиевых системах из-за больших температурных деформаций.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации