Силицирование металла

силицирование металла используют нечасто, так как с этим материалом трудно получить равномерное покрытие

Под силицированием металла понимают метод обогащения его поверхности кремнием. Цель процедуры – создать кислотостойкий слой с минимальными показателями пористости. Кроме того, в процессе происходит частичное изменение атомной решетки материала, за счет чего повышается его стойкость к износу.

При, казалось бы, очевидной пользе технологии широкого распространения в промышленности она получила. А все потому, что после могут не лучшим образом измениться некоторые характеристики материала.

Один из очевидных недостатков силицирования в том, что однородную по составу поверхность, не имеющую пор, чаще всего получить не удается. К тому же очень сложно добиться результата, при котором на верхнем слое материала будет сконцентрировано большое количество кремния, а сам слой будет плотно соединяться с основой.

Если силицировать металл с нарушениями технологии, на верхнем слое металла может появиться осадок в виде оксида железа - феррита. А слишком насыщенная среда, в которой идет химико-тепловая обработка, способна привести к увеличению ломкости стали. Таким образом, на деталях, подверженных ударным нагрузкам, могут появляться трещины и другие дефекты.

камера для диффузионного силицирования металла

В этом случае наполнение поверхности кремнием происходит из газовой среды. Один из ее компонентов - тетрахлорид кремния (SiCl4), который может быть получен разными способами. Например, для этого пропускают газы через жидкость, содержащую данную соль. Источником также могут быть порошковые материалы, содержащие кремний.

В зависимости от способа подачи тетрахлорида газовое силицирование может быть неконтактным или контактным. При неконтактном обрабатываемые детали помещают в контейнеры и заполняют емкости газом, насыщенным SiCl4. При контактном силицировании заготовки засыпают порошком, состоящим из двух компонентов: ферросилиция или карбида кремния. При взаимодействии с хлором или хлористым водородом он выделяет SiCl4.

Газовое силицирование металла проводят в печах с ретортами или муфелями, которые можно нагревать и охлаждать. Реторты заполняют деталями и смесью, чтобы объем загрузки составил 75-80%, и вращают для равномерного распределения SiCl4. Давление и температуру в реторте подбирают так, чтобы обеспечить оптимальный процесс насыщения.

После силицирования детали постепенно остывают в хлорных потоках, чтобы не окислиться. Затем их извлекают из реторты и очищают от примесей хлорного железа путем кипячения в воде.

силицирование металла используют в производстве компонентов электроники

Нашим предприятиям можно заказать силицирование металла и без электролиза, но тоже в жидкой среде. Этот способ намного проще, чем предыдущий. И тоже очень эффективен: он повышает износостойкость и кислотостойкость деталей.

Насыщение этого типа может происходить в емкостях разной конструкции, что снижает затраты уже на этапе организации производства. Но нагрев среды в любом случае обязателен: для этого необходима температура минимум в 900, максимум в 1100 градусов Цельсия. Срок выдержки варьируется от двух до 10 часов. После извлечения деталей из ванны их охлаждают и, как правило, тоже подвергают закалке.

Роль рабочей среды играет состав, основанный на смешении щелочных силикатов и различных добавок, активных восстановителей. Полученная жидкость часто пригодна для повторного использования. Следует помнить, что при нагревании среды может начаться процесс газообразования. Газы необходимо своевременно выводить из помещения с помощью вентиляционных вытяжек.