Термодиффузионное хромирование конструкционной углеродистой стали 20 токами высокой частоты

Для увеличения срока службы зубьев шестерни из стали 20, работающих при высоких ударных нагрузках, их основные поверхности подвергали высокотемпературной диффузионной металлизации – хромированию с применением токов высокой частоты. В результате диффузионной металлизации твердость поверхности повысилась в 5,1–5,4 раз – от HV 156–159 до HV 800–866, а уровень прочности – в 3,3 раза – от 250 до 820 MПa. Оптимальные параметры процесса диффузионной металлизации: сила тока I = 0,25–0,3 кА, мощность Pэ = 8–10 кВт, время выдержки τ = 8–10 мин. Методом растровой электронной микроскопии установлено, что после диффузионного насыщения хромом поверхность зубьев шестерни имеет однородную структуру с четко выраженными переходными слоями, средняя толщина диффузионного слоя составила 0,06 мм. Энергодисперсионный анализ показал, что после диффузионной металлизации порошком хрома состав основного металла остался постоянным, изменилось лишь качественное соотношение компонентов. Методом рентгенофазового анализа было выявлено наличие α-Fe-фазы с внедрением хрома в поверхностный слой образца.

1. Аскинази Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. Изд. 3-е. – М.: Машиностроение, 1989. – 98 с.

2. Ройх И. Л., Колтунова Л. Н., Федосов С. Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме. – М.: Машиностроение, 1976. – 369 с.

3. Гусейнов А.Г. Повышение работоспособности деталей машин и аппаратуры путем восстановления и упрочнения диффузионной металлизацией // Автореф. … дис. докт. техн. наук. – М.: АзТУ, МГСУ, 2002. – 40 с.

4. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование стали // М.: Машиностроение. 1964. – 452 с.

5. Лахтин Ю. М., Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов: учеб. пособие // М.: Металлургия, 1985. — 256 с.

6. Бородин И. Н. Упрочнение деталей композиционными покрытиями. – М.: Машиностроение. 1982. – 141 с.

7. Сулима А. М., Шулов В. А., Ягодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. – М.: Машиностроение, 1988. – 240 с.

8. Нигметзянов Р. И., Сундуков С. К., Фатюхин Д. С. Влияние ультразвуковой обработки на шероховатость поверхности деталей, полученных аддитивными технологиями // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2016. – № 1. – С. 47–53.

9. Белашова И. С., Шашков Д. П., Александров В. Д. Дисперсионное упрочнение наночастицами в покрытиях из металлоорганических соединений хрома // Технология металлов. – 2010. – № 2. – С. 22–27.

10. Петрова Л. Г., Демин П. Е., Барабанов С. И., Косачев А. В. Применение диффузионных способов формирования цинковых покрытий для повышения коррозионной стойкости конструкционных сталей // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2016. – № 11. – С. 15–21.

11. Гордина Ю. В., Гордеева Л. Г. Диффузионное насыщение стали из газовой среды при индукционном нагреве токами высокой частоты // Диффузионные покрытия на металлах. – Киев: Наукова думка, 1965. – С. 82–88.

12. Замятин М. М., Балуева Т. А. Исследование высокочастотного нагрева для химикотермической обработки // Металловедение и термическая обработка. – М.: Металлургиздат, 1962. – С. 177–183.