Заявка
Прикрепить файл
После отправки заявки мы оперативно реагируем. Оцениваем ситуацию и предлагаем нужные Вам услуги.
МеталлообработкаПрочие услугиДисперсионное твердение стали

Дисперсионное твердение стали: секрет неуязвимости

Дисперсионное твердение стали: 
секрет неуязвимости

Одним из главных требований к металлу считается стойкость. Представьте себе сталь, неподвластную износу, шестерни, которые могут совершить неограниченное количество вращений, инструменты, чья режущая кромка остается острой очень долго. Секрет их надежности может скрываться в наночастицах, которые дарит материалу дисперсионное твердение. Познакомимся с этой технологией подробнее и узнаем, как она работает. 

Суть и эффект дисперсионного твердения

Этот способ обработки, который в обиходе также называют дисперсным твердением, основан на насыщении поверхности металла наночастицами (дисперсными фазами) другого вещества. Их размер составляет от 1 до 100 нм, что позволяет им проникать в структуру металла и взаимодействовать с его атомами. Внедренные в структуру металла, эти микроскопические помощники минимизируют дефекты кристаллической решетки.

Для “подпитки” применяют частицы разных веществ. Их выбор зависит от желаемых характеристик. На повышение твердости поверхности работают:
  • карбиды титана, вольфрама, хрома, бора;
  • нитриды титана, хрома, бора;
  • оксиды алюминия, хрома, циркония;
  • бориды титана и хрома.
Для улучшения износостойкости технология дисионного твердения может использовать графит (он снижает износ в условиях сухого трения), дисульфид молибдена (обладает антифрикционными свойствами) и полимеры: фторопласт, полиамид. Улучшить свойства режущего инструмента помогает алмаз, повысить электропроводность - серебро. Свинец выполняет функцию радиационного щита.

В результате обработки наночастицы создают дополнительные препятствия для движения дислокаций, что увеличивает сопротивление металла деформации. Они препятствуют образованию и развитию микротрещин, могут пассивировать поверхность металла, защищая его от коррозии, а также играют роль смазки, снижая трение двух металлических поверхностей. Благодаря комплексному улучшению характеристик металла срок службы изделий после дисперсионного твердения стали значительно увеличивается.

Преимущества и недостатки
дисперсного твердения

Одно из главных достоинств метода - универсальность: его используют для широкого спектра металлов и сплавов. Он считается и очень эффективным, так как намного улучшает их механические свойства. Технология относительно недорога по сравнению с другими методами поверхностной обработки. Большой плюс и в том, что она не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.

Однако у дисперсионного твердения есть и недостатки. Наночастицы проникают вглубь металла на ограниченную глубину: в несколько микрон. Обработка может изменить цвет поверхности, а иногда и сделать ее более хрупкой. К возможным побочным эффектам относятся:
  • деформация: при неправильной обработке возможно коробление материала;
  • образование трещин: при слишком высокой температуре могут образоваться микротрещины;
  • снижение ударной вязкости (в некоторых случаях).
Поэтому перед применением метода необходимо провести испытания, чтобы определить его влияние на конкретный металл или сплав. Работы должен проводить только квалифицированный персонал и только на сертифицированном оборудовании.

Оборудование для дисперсионного твердения

Ведущую роль в процессе дисперсного твердения играют установки для нанесения покрытия. Они могут быть вакуумными или химическими. Вакуумные используют технологии ионно-плазменного или магнетронного напыления. Первые  
формируют “оболочки” из тугоплавких металлов, керамики и композитов. Вторые работают с более широким спектром материалов, включая металлы, сплавы, керамику и полимеры.

Применяют в этом процессе и метод осаждения: электрохимического или химического. Первое подходит для нанесения покрытий из металлов и сплавов. Второе, из газовой фазы, может создавать покрытия на основе керамики.  

Закрепить достигнутое помогают установки для термообработки:
  • муфельные печи - выполняют отжиг и закалку деталей,
  • вакуумные печи - реализуют те же процессы в вакуумной среде,
  • индукционные нагреватели - используются для быстрого нагрева.
Оценить результат технологии дисперсионного твердения можно при помощи оптических или электронных микроскопов, твердомеров и других приборов. Они “экзаменуют” покрытие на толщину, адгезию, коррозионную стойкость.

Применение технологии
дисперсионного твердения

Возможности процесса и перспективы для металлоизделий оценили ведущие отрасли промышленности. В машиностроении к нему обращаются для упрочения шестерен, валов, коленвалов, корпусов подшипников. В станкостроении - для производства станин станков, режущего инструмента, шпинделей. В металлургии таким способом покрывают прокатные валки, литейные формы, фильеры.

Для строительной отрасли дисперсионное твердение стали помогает повысить прочность и коррозионную стойкость арматуры, металлоконструкций, крепежа. В транспорте защищенные таким образом элементы работают практически в любой технике: от автомобилей (детали двигателей, трансмиссии, ходовой части) до судов (гребные винты, валы).

В целом сфера применения технологии ограничена только размерами деталей. А использовать ее можно на изделиях любого назначения: от запорной арматуры до ортопедических протезов. 

Дисперсионное твердение от экспертов

Несмотря на превосходный результат, дисперсионное твердение относится к одной из самых сложных технологий. Чтобы покрытие “легло” на металл безупречно, нужно учесть множество факторов. Все они хорошо известны специалистам наших предприятий. В их производственном багаже сотни успешно реализованных проектов. 

Вашу задачу будут решать лучшие из лучших: опытные инженеры, технологи и производственники. Все предприятия имеют не только современное техническое оснащение, но и собственные лабораторные комплексы. На любые виды работ предоставляется стопроцентная гарантия качества. Вас, безусловно, порадуют и очень доступные цены на такую редкую услугу. Обращайтесь!    
Тип услуги Стоимость, руб./кг
Дисперсионное твердение стали  от 150   
Дисперсионное твердение стали
с предварительной закалкой 
от 200   
Дисперсионное твердение стали
с предварительным отпуском 
от 250
Дисперсионное твердение стали
с химико-термической обработкой
от 300
Электронное управление процессом дисперсионного твердения
Оснащение камеры для дисперсного твердения
Технология дисперсного твердения предполагает обязательную оценку результата
Структура материала после дисперсионного твердения стали