Хромирование

Хромирование — процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей хромом, осуществляемый при высоких температурах (950... 1300 °С) путем диффузии хрома в железо. Существуют три метода термохромирования: твердое, жидкое и газовое.

В результате диффузионного хромирования повышается износостойкость и коррозионная стойкость, а также сопротивление усталости. Диффузионному хромированию подвергают чугуны, стали различных классов и назначений, сплавы на основе никеля, молибдена, вольфрама, ниобия, кобальта и металлокерамические материалы. Термохромированию подвергают детали, изготовленные из углеродистой стали и работающие в условиях электрохимической или газовой коррозии, например анкерные болты, клапаны компрессоров, лопатки газовых турбин. Наибольшее распространение получили порошковый и вакуумный метод хромирования.

Углерод препятствует диффузии хрома в сталь. При хромировании легированной стали со средним и высоким содержанием углерода (0, 3—1 % С) на поверхности образуется сплошной слой твердой и износостойкой карбидной фазы (Сг₂₃С₆ и Сг₇С₃). Далее следует переходная зона. Иногда для увеличения хромированного слоя проводят предварительное обезуглероживание поверхности с помощью водорода. После хромирования низкоуглеродистой легированной стали на ее поверхности образуется слой интерметаллических соединений (например σ - фаза), придающий диффузионному слою повышенную хрупкость.

Установлено, что легирующие элементы, стабилизирующие α - фазу, способствуют хромированию, а стабилизирующие γ - фазу тормозят диффузию хрома. Следовательно, ванадий, ниобий, титан, молибден, вольфрам и хром способствуют хромированию, а марганец и никель действуют наоборот. Введение карбидообразующих элементов в малоуглеродистые стали способствует получению больших слоев твердого раствора хрома. В этом случае углерод, связанный в карбидную фазу, не препятствует диффузии хрома. Стали обыкновенного качества, содержащие серы и фосфора более 0, 05 % оказались непригодными для хромирования, так как после хромирования значительно снижался комплекс их механических свойств.

В то же время для замены дорогих хромоникелевых нержавеющих сталей разработана технология глубокого хромирования листовой качественной малоуглеродистой стали (08кп). Хромирование производят в вакуумных камерах (10—10^-1 Па) при 1420 °С. За 18— 24 ч получают хромированный слой толщиной 2, 0—2, 5 мм с концентрацией на поверхности до 70 % Сr. Вакуумное глубокое хромирование применяют также для металлургических заготовок с последующей прокаткой на листы и трубы. Хромированный прокат хорошо штампуется, сваривается контактной и электродуговой сваркой, отличается высокой коррозионной стойкостью в азотной кислоте, щелочах, пищевых средах, обладает сравнительно высокой жаростойкостью (до 800 °С) в продуктах сгорания природного газа.

При хромировании серого и ковкого чугуна при температуре 950—1000 °С в течение 4—6 ч в порошковой смеси (50 % FeCr, 45 % А1₂0₃ и 5 % NH₄C1 или NH₄I) на поверхности возникает сплошной слой карбидной фазы. На сером перлитном чугуне слой состоит из карбидов хрома (Cr, Fe)₂₃C₆ и (Cr, Fe)₇C₃ с микротвердостью 18000 МПа. На поверхности ферритного ковкого чугуна возникает карбонитридный слой Cr₂ (N, С), под которым находится слой карбидной фазы Сr₂₃С₆ с микротвердостью более 18000 МПа.

Целесообразно совмещать хромирование с термообработкой сплава и тем самым сокращать общее время обработки деталей.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒