Технологии упрочнения металлов

Большинство деталей машин работают в условиях изнашивания, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных или высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжения. Газотермическое напыление, наплавка, химико-термическая обработка повышают твёрдость, кавитационную и коррозионную стойкость и, создавая на поверхности благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивают надёжность и долговечность деталей машин. Кроме того увеличить прочность и сопротивление усталости можно созданием соответствующих композиций сплавов и технологии обработки. При сохранении достаточно высокой пластичности, вязкости и трещиностойкости данные методы повышают надёжность и долговечность машин и понижает расход металла на их изготовление вследствие уменьшения сечения деталей.

ТермическиеПравить

Основная статья: Термическая обработка металлов

Упрочнению термической обработкой подвергаются 8-10 % общей выплавки сталей. В машиностроении объём термического передела составляет до 40% стали.

• Закалки

1. Объёмная
2. Поверхностная

• Объемно-поверхностная-закалка
• Рекристаллизация

МеханическиеПравить

Механические свойства деталей улучшаются пластической деформацией или поверхностным наклёпом. Эти методы широко используются в промышленности для повышения сопротивляемости малоцикловой и многоцикловой усталости деталей машин.

1. Обкатывание
2. Чеканка
3. Выглаживание
4. Старение

Химико-термическиеПравить

Основная статья: Химико-термическая обработка металлов

Деталь помещают в среду, богатую элементом, который диффундирует в металл.

1. Цементация
2. Азотирование
3. Нитроцементация
4. Цианирование
5. Диффузионное насыщение металлами
   1. Алитирование
   2. Хромирование
   3. Никелирование
   4. Силицирование
   5. Борирование

Газотермическое напылениеПравить

Основная статья: Газотермическое напыление

С помощью нагрева исходного материала, его диспергирования и переноса газовой струей на поверхность изделия наносится слой металла или сплава, металлокерамики, керамики с необходимыми свойствами. При этом изделие не нагревается более 100 градусов Цельсия.

• Высокоскоростное газопламенное напыление
• Плазменное напыление
• Электродуговая Металлизация
• Детонационное напыление
• Газопламенное напыление
• Напыление с оплавлением

НаплавкаПравить

Основная статья: Наплавка

Наплавка — это нанесение слоя металла на поверхность изделия посредством сварки плавлением. Различают методы:

• Газопорошковая наплавка
• Наплавка под флюсом
• Наплавка самозащитными проволоками
• Вибродуговая наплавка
• Плазменная наплавка

PVD-процессПравить

Основная статья: PVD-процесс

Hапылениe покрытий (тонких плёнок) в вакууме

КомбинированныеПравить

К комбинированным способам упрочнения относятся термомеханическая обработка, термо-химико-механическая обработка, электроэрозионная обработка, лазерное упрочнение + выглаживание + обкатывание и др. Объёмная и поверхностная обработка могут вестись последовательно несколькими методами.

ЛитератураПравить

• Соснин Н. А., Ермаков С. А., Тополянский П. А. Плазменные технологии. Руководство для инженеров.. — Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического ун-та, 2013. — 406 с.
• А.П. Гуляев. Металловедение. — М.: Металлургия, 1977.
• Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
• Л.Х. Балдаев. Реновация и упрочнение деталей машин методами газотермического напыления. — М.: КХТ, 2004.
• Журнал "Вестник машиностроения", 2016, 4.