Содержание

Введение 2

1. Сущность химико-термической обработки 3

2. Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования нитроцементации и диффузионной металлизации 4

2. 1.  Цементация 4

2.1.1. Цементация в твердом карбюризаторе 5

2.1.2. Газовая цементация 6

2.1.3. Термическая обработка после цементации 7

2.2.  Азотирование 8

2.3.  Цианирование и нитроцементация 10

2.4.  Диффузионная металлизация 11

3. Современные технологии и оборудование для химико-термической обработки 12

Заключение 25

Библиографический список 27

Введение

Особенностью современного развития технологий является переход к целостным технолого-экономическим  системам высокой эффективности, охватывающим производственный процесс от первой до последней операции и оснащенным прогрессивными техническими средствами. Уровень технологий любого производства оказывает решающее влияние на его экономические показатели, поэтому необходимо достаточное знание современных технологических процессов.

Химико-технологические процессы играют важную экономическую роль в народном хозяйстве страны, так как лежат в основе производства важнейших традиционных материалов: чугуна, стали, меди, стекла, цемента, химических волокон, пластмасс, каучука и резины, минеральных удобрений, бензина, кокса и новых видов сырья и материалов, заменяющих природные и применяющихся в различных отраслях промышленности. Большое достоинство химико-технологических процессов состоит также и в том, что они совершенствуют производство, улучшают его технико-экономические показатели. Велика роль этих процессов в создании энерго-, трудо- и ресурсосберегающих технологий. Необходимость постоянного обновления продукции в соответствии с требованиями рынка, решение экологических проблем и потребность в высокоэффективном производстве обусловливают не только постоянное совершенствование традиционных технологических процессов, но и создание новых технологий, список которых обширен. Возможно также сочетание в одном технологическом процессе сразу несколько технологий.

Целью данной работы является рассмотрение технологий химико-термической обработки.

1. Сущность химико-термической обработки

 Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в которой осуществляется нагрев.

В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,

Основными параметрами химико-термической обработки являются температура нагрева и продолжительность выдержки.

В основе любой разновидности химико-термической обработки лежат процессы диссоциации, адсорбции, диффузии.

Диссоциация – получение насыщающего элемента в активированном атомарном состоянии в результате химических реакций, а также испарения.

Например,

Адсорбция – захват поверхностью детали атомов насыщающего элемента. Адсорбция – всегда экзотермический процесс, приводящий к уменьшению свободной энергии.

Диффузия – перемещение адсорбированных атомов вглубь изделия.

Для осуществления процессов адсорбции и диффузии необходимо, чтобы насыщающий элемент взаимодействовал с основным металлом, образуя твердые растворы или химические соединения.

Химико-термическая обработка является основным способом поверхностного упрочнения деталей.

Основными разновидностями химико-термической обработки являются: цементация (насыщение поверхностного слоя углеродом); азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом); нитроцементация или цианирование (насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом); диффузионная металлизация (насыщение поверхностного слоя различными металлами).

 

2. Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования нитроцементации и диффузионной металлизации

2. 1.  Цементация

 Цементация – химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя атомами углерода при нагреве до температуры 900…950 oС.

Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (до 0,25 %).Нагрев изделий осуществляют в среде, легко отдающей углерод. Подобрав режимы обработки, поверхностный слой насыщают углеродом до требуемой глубины. Глубина цементации (h) – расстояние от поверхности изделия до середины зоны, где в структуре имеются одинаковые объемы феррита и перлита ( h. = 1…2 мм). Степень цементации – среднее содержание углерода в поверхностном слое (обычно, не более 1,2 %).

Более высокое содержание углерода приводит к образованию значительных количеств цементита вторичного, сообщающего слою повышенную хрупкость.

Виды цементации: 1. Цементация в твердом карбюризаторе; 2. Цементация в твердом карбюризаторе с нагревом током высокой частоты; 3. Цементация в пастах; 4. Цементация в пастах с нагревом током высокой частоты; 5. Газовая цементация; 6. Высокотемпературная газовая цементация стали в печах; 7. Цементация с нагревом током высокой частоты; 8. Ионная цементация; 9. Газовая цементация кислородно-ацетиленовым пламенем; 10. Цементация в жидкой среде; 11. Цементация в расплавленном чугуне.