Cтраница 4
По сравнению с широко применяемым методом диффузионного насыщения из порошковых смесей циркуляционный метод имеет ряд преимуществ: более высокую химическую чистоту покрытия, безопасность, безвредность, большую производительность и экономичность технологического процесса. Для осуществления циркуляционного процесса требуется специальное оборудование, подобное применяемому для газовой цементации. В основе циркуляционного метода лежит явление переноса диффундирующего элемента в замкнутом рабочем пространстве установки при систематическом восстановлении газа-переносчика в результате обратимых химических реакций. На протекание указанных реакций активно влияют насыщаемая поверхность и температурный перепад между диффундирующим элементом и насыщаемым металлом. В рабочей камере установки предусматривается раздельное расположение насыщаемых деталей и диффундирующего элемента, а реверсируемое движение газовой среды осуществляется вентилятором. [46]
Для интенсификации процесса газового силицирования в работе [20] предложено использовать явление тлеющего разряда. Тлеющий разряд создают в специальной камере при давлении смеси SiCl4 H2, равном 10 - 100 мм рт. ст., и напряжении между электродами 500 - 1000 в, причем катодом является образец насыщаемого металла. В работе было установлено, что на скорость процесса насыщения оказывает влияние парциальное давление составляющих газовой смеси, ее расход, а также температура разогрева катода - образца. При прочих равных условиях скорость насыщения в поле тлеющего разряда в несколько раз превосходит скорость обычного насыщения из газовой фазы, при этом существенно может быть снижена температура насыщаемого металла. Однако детально механизм силицирования в тлеющем разряде пока не исследован. [47]
Широко распространен метод нанесения модифицированных алюминидных покрытий из расплавов. Диффузионные алюмокрем-ниевые покрытия на сплавах ниобия, тантала, молибдена и других металлов могут быть получены х в расплавах натрия, содержащих 2 - 5 % ( по массе) А1 и 2 - 20 % ( по массе) Si, в среде аргона под атмосферным давлением. В процессе обработки ванна должна контактировать со слоем расплавленного алюминия для возобновления его содержания в ванне по мере расходования. Для разрушения барьерной пленки А12О3, образующейся между слоями жидких алюминия и натрия, ванну необходимо перемешивать или встряхивать. Преимущество этого способа в том, что насыщаемые металлы находятся ниже их температур рекристаллизации. [48]
Передача диффундирующего элемента через паровую фазу осуществляется вследствие способности металлов к сублимации. Создание вакуума в реакционном пространстве облегчает доставку испаряющегося металла к насыщаемой поверхности. Так как вероятность соударения частиц в условиях вакуума значительно меньше, чем в атмосфере газов, средняя длина пробега частиц увеличивается. Последнее позволяет производить насыщение неконтактным способом, что способствует улучшению качества обрабатываемой поверхности. Вместе с тем при испарении из паровой фазы значительно увеличивается вероятность образования на поверхности насыщаемого металла мономолекулярного слоя диффундирующего элемента. Это приводит к тому, что для осуществления процесса диффузии требуется дополнительная затрата энергии для разрыва молекулярных связей и приведения диффундирующего металла в атомарное состояние. Поэтому активность насыщения из паровой фазы оказывается меньше, чем при насыщении газовым или жидким методами, при которых диффундирующий элемент к началу процесса уже находится в атомарном состоянии. [49]
Чаще всего применяют газовый метод, в основе к-рого лежат хим. реакции в газовой среде, содержащей диффундирующий элемент, связанный в хим. соединение ( преим. Эти реакции обмена, восстановления или диспропорционирования протекают на границе раздела насыщаемый металл - газовая фаза или в самой газовой фазе. Металл насыщают, непрерывно подавая активную газовую среду либо используя изолированный муфель. В последнем случае у поверхности помещенного в муфель насыщающего элемента газ непрерывно регенерируется ( реакция восстановления), а у поверхности насыщаемого металла протекает реакция диспропорционирования с выделением активного атомарного насыщающего элемента, что обеспечивает непрерывность диффузионного насыщения. [50]
Повышает коррозионную стойкость, жаростойкость, износостойкость и кислотостойкостъ материалов в агрессивных жидких и газовых средах. На стали силицид-ные покрытия жаростойки до т-ры 700 - 750 С, на тугоплавких металлах и сплавах - до т-ры 1700 осуществляют из твердой, газовой, паровой или жидкой фазы, применяя нагревы радиационный, высокочастотный ( см. Высокочастотный нагрев), электронно-ионпый и др. Насыщение из твердой фазы проводят гл. Иногда его осуществляют без контейнеров, нанося на поверхность изделия пасты, в состав которых входят кремнийсо-держащие порошки и связующие вещества: гидролизованный этилсили-кат, параксилол или толуол с полистиролом и др. Если для насыщения используют радиационный нагрев, кремний диффундирует в поверхность изделия медленно ( гл. При высокочастотном индукционном нагреве насыщение идет интенсивнее, поскольку поверхностный слой изделия быстро прогревается под воздействием тока высокой частоты. При насыщении из газовой фазы ( из газообразных галогенидов кремния) диффузии кремния предшествуют реакции взаимодействия хим. соединений кремния с атомами насыщаемого металла на поверхности изделия и хим. реакции в объеме газовой фазы. Такое насыщение может быть контактным ( в порошках) и неконтактным. [51]