Влияние сульфидирования и сульфоцианирования на усталостную прочность стали

УПРОЧНЕНИЕ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ

В.В. Серебровский, кандидат технических наук, доцент кафедры -электротехники

и механизации животноводства Р.И. Сафронов, инженер, Ю.П. Гнездилова, инженер Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова

Повышение износостойкости и улучшение других служебных свойств таких деталей может быть достигнуто путем насыщения их углеродом и азотом из активных сред (нитроцементацией или цианированием). Разработана технология цианирования сталей в пастообразной среде на основе сажи и азотсодержащего компонента (50 % - сажи; 50 % - желтой кровяной соли; связующее-органический клей), которое проводится при температурах 873..,923 К, не требует дорогого специализированного оборудования, дефицитных материалов и во многих случаях обеспечивает требуемые свойства поверхностных слоев деталей без закалки.

Наибольший эффект цианирования (наибольшая толщина диффузионного слоя) достигается при температуре 923 К. Диффузионные слои на обоих исследованных электролитических сплавах (Ре,+ 1,5 % Мо и Ре + 2,5 % \^) на наружной поверхности имеют твердую корку карбонитридов (8000 - 12000 МПа), состав которой определяется температурой цианирования (рис. 2).Результаты рентгеноструктурного анализа карбонитридных зон планированных электролитических покрытий Ре и Ре+Мо представлены в таблице.

Основными недостатками всех электролитических покрытий являются слоистая структура осадков (рис. 1), которая предопределяет неравномерность их свойств по толщине покрытия, недостаточно высокая твердость и износостойкость, особенно в тяжелых условиях эксплуатации (высокие удельные нагрузки, отсутствие и недостаток смазки в сопряжениях). Все это приводит к недостаточно надёжной работе восстановленных дегалей.

Рис. I. Структура электроосажденного легированного железа

Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.-2008.-№3.

а) б)

Рис. 2. Карбонитридная зона диффузионного слоя на электролитическом сплаве Г;е - 1,5 % Мо после цианирования в пасте

а) травление 4 % I ПМОз;

б) электролитическое травление

Как видно из представленной таблицы, температура цианирования решающим образом влияет не только на толщину карбонитридной зоны диффузионного слоя, но и на фазовый состав этой зоны.

При относительно низких темперагурах цианирования (823...873К) карбонитридные зоны представлены, в основном, карбонитри-дами У, толщина этих зон невелика. При повышении температуры до 923 К в карбонит-ридных зонах преобладает карбонитрид е (80...85 %) и толщина этих зон значительно увеличивается.

Гексагональный карбонитрид е обладает самой широкой областью гомогенности по сравнению с другими карбонитридами системы К с - С - 1М, поэтому здесь имеются лучшие условия для диффузии азота и углерода в покры-

тие и образуется карбонитридная зона большой толщины (0,050 мм за два часа).

Толщина и состав карбонитридных зон цианированных электролитических покрытий

Ре и Р'е+№ О

Температура цианирования, К Железо Сплав железо + 1,1 молибдена

Толщина карбонитридной зоны. Фазовый состав карбонитридной Толщина карбонит-ридной зоны, мм Фазовый состав карбонитридной

833 0.007 Ре,(04) - 8 Рег.,(С^(є)- 77 РС|(СЫНУ')- 0,005 Ре,(СЫ)- 7 Ре,.,(СМ ( є )-81 К-,1.( N)-

933 0,14 Ре,(С1^Ь8 Ре2.,(СМ)(е)- 77 0,12 РеЗ(СЫ)- 19 Рс21(СЫ)( е)-81

1033 0,06 Рс,(СЫ)-100 0,02 Ре, СЬ1) -100

Цианирование электроосаждснного легированного железа позволяет получить карбонитридные слои значительной толщины, имеющие твердость до 13000 МПа, а также высокую износостойкость (в 5...6 раз выше износостойкости покрытий без цианирования).

Результаты исследования цианирования электролитических сплавов, применяемых при восстановлении изношенных деталей машин, послужили основой для разработки технологии упрочнения деталей удобной для ремонтного производства, позволяющей значительно повысить их долговечность, а следовательно, и надежность отремонтированных машин.

Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.-2008.-№3.