Способ упрочнения электроосажденных железохромовых покрытий цианированием

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ЖЕЛЕЗОХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ

ЦИАНИРОВАНИЕМ

В.И. Ссребровский, Н.В. Коняев, Р.И. Сафронов

Содержание статьи посвящено описанию способа упрочнения электролитического железохромового покрытия, применяемого для восстановления и упрочнения деталей машин.

Ключевые слова: цианирование, электролитическое покрытие, микротвердость, износостойкость.

Многие детали автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин после их износа могут быть восстановлены и использованы снова в качестве запасных частей. Это значительно дешевле, чем использовать в качестве запасных частей новые детали.

Одним из распространенных и перспективных методов восстановления изношенных деталей является электролитическое осаждение металла и сплавов на основе железа на изношенные поверхности.

Электролитическое нанесение покрытий позволяет восстанавливать детали различных размеров и форм, компенсировать износы величиной до 1...3 мм. Процесс электроосаждения протекает весьма быстро, его реализация не требует дорогих и дефицитных материалов.

Он может быть легко реализован как в условиях ремонтных производств, так и в условиях машиностроительных предприятий, что делает его применение экономически выгодным.

Особенно большой интерес представляет электроосаждение железохромовых покрытий. Высокая твердость полученных покрытий, прочное сцепление их с основным материалом, хорошая кроющая способность электролитов, наличие в составе покрытия хрома - все это позволило предположить возможность применения железохромовых покрытий в качестве износостойкого материала для восстановления поверхностей деталей[ 1 ].

В настоящее время появились технологии и способы, которые могут существенно улучшить эксплуатационные свойства электролитических железохромовых покрытий. Одним из таких способов является цианирование[2].

В процессе цианирования обработке подвергается электроосажденный слой железохромового покрытия. Температура цианирования находится в пределах 600-650°С. Этот интервал обусловлен тем, что при температуре ниже 600°С не происходит образования карбонитри-дов хрома, а выше температуры 650°С материал резко снижает прочностные характеристики (микротвердость, износостойкость) из-за увеличения хрупкости (рисунок 1).

Длительность процесса составляла 1-4 часа. Она обусловлена глубиной образования карбо-нитридов хрома. При данной температуре и длительности процесса до 1 часа образуется максимальная величина карбонитридного слоя, достигая 0,05 мм, при длительности процесса до 4 часов образуется величина карбонитрид-ного слоя до 0,4 мм (рисунок 2).

Для цианирования использовалась паста следующего состава (мас.%): желтая кровяная соль 40%; углекислый натрий 10%; углекислый кальций 5%; сажа до 45%. Данное содержание компонентов в пасте обеспечивает максимально возможную толщину как карбонитридной зоны, так и всего диффузного слоя, включающего зону карбонитридов и зону твердого раствора. Упрочненное электролитическое желс-

Сведения об авторах

Ссребровский Владимир Исаевич, доктор технических наук, профессор, проректор по учебной работе, заведующий кафедрой «Электротехника и механизация животноводства» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова, тел. (4712)53-13-30, Е-таП:аса(1ету@1^811а.ги.

Коняев Николай Васильевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника и механизация животноводства» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

Сафронов Руслан Игоревич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника и механизация животноводства» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

Рисунок 1 - Зависимость микротвердости и износа от температуры цианирования

а) б)

Рисунок 2 - Микроструктура упрочненных цианированием электролитических железохромовых покрытий (поперечный шлиф х350): а) время цианирования 1 час; б) время цианирования 4 часа

зохромовое покрытие имело микротвердость 11000-12000 МПа. Данное увеличение микротвердости объясняется тем, что наряду с карбо-нитридами железа в покрытии образуются кар-бон итриды хрома, которые обладают высокой микротвердостью и износостойкостью. На основании этого нами предложен способ упрочнения электроосажденных железохромовых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения изношенных деталей машин.

Данный способ включает в себя следующие операции: Для получения пасты хорошо перемешенные компоненты, находящиеся в порошкообразном состоянии, разводятся крахмальным клейстером до консистенции густой сметаны.

Делали, восстановленные электролитическим железохромовым покрытием, погружаются в сосуд с пастой, в результате чего на поверхности детали остается слой пасты толщиной 1,5-2 мм. После сушки при 60-80°С детали с сухим слоем пасты упаковываются в контейнер для цианирования.

Для засыпки деталей применяется нейтральный порошковый наполнитель, назначение которого - плотная изоляция деталей друг от друга, а также от стенок, дна и крышки контейнера. Наполнителем служит смесь следующего состава (мас.%): кварцевый песок 70; сажа 20; древесноугольная зола 10.

Наполнитель выполняет роль песочного затвора, удерживающего продукты распада ІСіРе(СМ)б у цианируемой поверхности, а также препятствующего их выходу из контейнера. Закрытый крышкой контейнер вместе с деталями, упакованными для цианирования, помещают в электропечь, разогретую до температуры цианирования.

После прогрева контейнера до 600-650°С и выдержки при этой температуре контейнер извлекают из печи, снимают с него крышку и высыпают содержимое на решетку. Наполнитель просыпается вниз через отверстия, а детали остаются на решетке. Их вместе с решеткой по возможности быстро погружают в емкость с

холодной водой с целью закалки планированных слоев.

Покрытия, полученные таким способом, обладают высокой микротвердостью и по износостойкости превышают показатели электролитического сплава железо-хром в 2,5-3 раза, что позволяет их использовать в народном хозяйстве для восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин.

Список использованных источников

1 Серебровский В.И., Коняев Н.В., Колмы-ков Д.В. Патент 2285065 Российская Федерация, Способ электролитического осаждения сплава железо-хром.

2 Прженосил Б. Нитроцементация/ Б. Прженосил. - М.: Машиностроение, 1969. -212 с.