Hogyan lehet javítani a TC11 ötvözetcső, titánötvözet anyag keménységét és kopásállóságát

A titánötvözet karburálása TiC fázist hoz létre a felületen, amely nagyon nagy keménységű. A TiC réteg kötése az aljzathoz azonban nagyon gyenge, ami akadályozza a gyakorlati felhasználást. A túl magas hőmérséklet felgyorsítja a titán-karbid szemcsék növekedését:

1. Szinterezési hőmérséklet. A titán-karbid magas mangántartalmú acél csomópontú cementált karbid végső szinterezési hőmérséklete általában 1420 fok, ami alkalmasabb. A szinterezési hőmérséklet nem lehet túl magas. Még, hogy a kötési fázist folyékony fázisú fémveszteséggé alakítsa, így a kemény fázis szomszédos, aggregáció és növekedés, törésforrás kialakulása. Ez az oka annak, hogy a korábban elemzett kemény fázis szemcséi közötti kötési fázis csökken. Természetesen a szinterezési hőmérséklet nem lehet túl alacsony, különben az ötvözet alulégetett lesz. Különösen a 3 szakaszban a kötés eltávolítása, a redukció és a folyadékfázisú szinterezés.

2, szinterezési fűtési sebesség. Az ötvözet szinterezésének ilyen melegítési sebessége nem lehet gyors. A fűtési sebesség és a tartási idő szigorú szabályozásához. Mivel az alacsony hőmérsékletű gyantamentesítési szakaszban a tuskó felszabadítja a kompressziós feszültséget és a formálószer elpárolgási folyamatát, ha a hevítési sebesség gyors, akkor már túl késő a formálószer elpárolgása és gőzzé cseppfolyósodása, így a tuskó szétreped. vagy mikrorepedés jelenség; 900 fokkal a redukciós fokozat felett, hogy a tuskónak elegendő ideje legyen a porban használt nyersanyagok (pl. Mn2Fe köztes ötvözet) eltávolítására az illékony anyagokban és az oxigénben; a folyadékfázisú szinterezési fázisba szintén szükséges A folyadékfázisú szinterezési szakaszba lépéskor a hőmérséklet-emelkedés sebességét is le kell lassítani, hogy a tuskó teljesen ötvözött legyen.

A titán magas hőmérsékleten reakcióba lép oxigénnel, nitrogénnel és más gázokkal, ami keményedést, magas hőmérsékletet (800-900 fok) okoz a nitridáláshoz, így felületének Vickers-keménysége eléri a 700-at vagy több; a burkolaton keresztül az argongázban megfelelő mennyiségű nitrogénnel vagy oxigénnel, így a felületi keménység 2-3-szeresére növelhető; az ionos bevonaton keresztül úgy, hogy a felületén egy titán-nitrid réteg keletkezik, a vastagsága az 5 mikronban A vastagság körülbelül 5 mikron, és a felület Vickers keménysége eléri a 16,000-20,{{ 7}}; krómozás és így tovább. A nitridálás során különböző zónák alakulhatnak ki, ha az oxigéntartalom nem túl magas, a titán-nitridből álló külső zóna képződik, amely arany színű, keménysége 14,000-17,000 MPa, de ez a titán-nitrid réteg nagyon nehezen képződik, mert alacsony nitridálási hőmérséklet esetén, vagy magas hőmérsékletre hevítve (hevítés) a nitrogén teljesen feloldódik a fém felületén lévő titán szilárd oldatban, és a titán-nitrid réteg már nem növekszik vagy tűnik el a hőkezelési folyamat során. Ezért a titán-nitrid réteg megtalálásakor a titán szilárd oldatos réteg már feloldódott a nitrogénben, és ennek a rétegnek is nagy a keménysége, de a magkeménység csökken. Ha ammóniát használnak nitridáláshoz, további szervezeti változások következnek be a hidrogénáteresztés hatása miatt. A titán-nitrid kemény és elektromosan vezetőképes. A titán-nitrid képződési hője meghaladja az összes titán-oxidét. Ezért arra is ügyelni kell, hogy a nitridálási folyamat teljes oxigéneltávolítás mellett történjen. A titán és a nitrogén közötti felületi reakció idővel parabolikus mintát követ. Ezért a nitridálási sebesség a nitridálási idő növekedésével csökken. Mivel a nitrogén diffúziós sebessége a nitridált titánrétegben kisebb, mint az alatta lévő szilárd titán oldat folyékony zónájában, lehetetlen vastag nitridált réteget kialakítani, és a nitrogénnek vagy az ammóniának nagy tisztaságúnak kell lennie. Mivel az oxigén nemcsak a nitridréteg kialakulását akadályozza meg, hanem magasabb hőmérsékleten a felületi réteget is eltávolítja az oxidrétegből, ezért a nedvességtartalomnak (nedvességnek) ilyen mértékben kisebbnek kell lennie, még akkor is, ha eléri az olvadáspontot.

A bór beszivárgása a titán felületeken TiB2 fázist termel, amely szintén nagyon kemény. A szakirodalom szerint a pácolt titán részek amorf bórporba és A1203 porba ágyazva a porkeverék fele (amely hozzáadta 0,75% - 1,0% NH4F * HF) 1010 fokos hőmegőrzésben 1 órán keresztül TiB2 réteget állíthat elő. A fenti körülmények között a bevonat vastagsága a különböző ötvözetek szerint változik, ipari tiszta titán bevonat vastagsága 25 p, TC4 titánötvözet 20 um vastagságon, keménység HV2800-3450 tartományban. A bór behatolási hőmérsékleti követelményei magasak, ami alkalmazását bizonyos korlátokhoz köti. Ha először a titánlemezben a galvanizáló vas, majd a bórozás, csökkentheti a bórozási hőmérsékletet 870 Celsius fokra, a bevonat vastagsága legfeljebb 40 um, a keménység akár HV2300 is lehet. a titán miatt a nitrogénnel is reagál, ezért argon hordozóként kell használni. Ha oxigén/nitrogén gázkeveréket (levegőt) használunk oxigénforrásként, akkor az oxigén diffúziós hőmérsékletén (kb. 850°C) elegendő nitrid keletkezik, ami csökkenti az oxigén diffúzióját. Az oxigéndiffúziós réteg mélységének és eloszlásának optimalizálása érdekében az oxigénkoncentrációnak elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy nagy diffúziós sebességet érjen el. Azonban nem lehet elég magas ahhoz, hogy folytonos felületi oxidfilmet képezzen, amelyről a jelentések szerint blokkolja a diffúziót.

A felületedzés célja a kopásállóság javítása és a súrlódási körülmények között működő alkatrészek kölcsönös tapadási kockázatának kiküszöbölése. Lehetséges, hogy a keménység növekedése a korrózióállóság és a kifáradási szilárdság növekedésével jár együtt. Az első szempont itt a felületi keménység javítása, maga a folyamat és annak hatása a felületi keménység javítására. A felületkeményítést nyomás alatti védőatmoszférájú kemencében kell elvégezni és jól szabályozni, amely lehetővé teszi a kezelés végén a gázösszetétel könnyű variálását, hogy homogén, nem porózus rutilréteg jöjjön létre. Az eredmény hasonló a TO folyamathoz. Ily módon egy lépéses folyamatról van szó, nem beszélve egy háromlépéses folyamatról, mint a BDO/TO kombinációs folyamat esetében, ami jelentős energiamegtakarítást eredményez. Az eljárás kizárólag teljesen inert gázokat - argont és oxigént - használ, ezért környezetbarát, nem mérgező és nem járul hozzá az üvegházhatáshoz. Bár az eljárás jó, a vákuumkezelés költséges, és nyilvánvaló szabályozási problémák vannak a kétlépcsős oxidációs/diffúziós folyamatban. Még ha a diffúziós idő vákuumban rögzített is, a lépésben képződő oxidok mennyiségének kismértékű változása jelentős eltérésekhez vezethet a későbbi keménységeloszlásban.