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.
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).
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. Первыеформируют “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.
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 |