Термодиффузионные слои на ресурсных медных деталях с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками

7 июля 2022

Машиностроение

Термодиффузионные слои на ресурсных медных деталях с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками

Назначение: Разработка относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке и может быть использована для изготовления диффузионно-упрочненных медных деталей, имеющих повышенную долговечность при эксплуатации в условиях высоких температур и коррозионного изнашивания.

Преимущества: Способов защиты деталей из меди и медных сплавов в настоящее время достаточно много, все они направлены на создание барьерного слоя на поверхности изделия. Однако они достаточно дороги (например, гальванические покрытия Ni–P) и сложно реализуемы на изделиях сложной геометрической формы. Наиболее рациональным способом защиты от высокотемпературного окисления и коррозии меди является термодиффузионное насыщение поверхности детали элементами, образующими при окислении плотные и устойчивые оксидные слои, которое реализовано через комплексное насыщение из смеси специального состава, преимущественно алюминием.

Основные характеристики: Традиционные алитированные слои эффективно защищают основной металл от проникновения кислорода и других веществ, поскольку при повышенных температурах на поверхности образуется оксид алюминия или шпинель, обладающая намного лучшими защитными свойствами, чем CuO и CuO₂. Однако повысить стойкость и технологичность процесса позволяет использование разработанных составов смесей для комплексного насыщения. Алюминий-бор содержащие насыщающие смеси позволяют проводить насыщение при более низких температурах и обеспечивать более высокую стойкость термодиффузионного защитного слоя.

Диффузионный слой как правило включает три зоны: ближе к поверхности твердый раствор толщиной около 5…10 мкм, глубже – комплекс алюминидных фаз, это твердые растворы на основе соединений Cu₃Al и Cu₉Al₄ общей толщиной 35…40 мкм, а также переходная зона (до 8 % Al масс.) представляющая собой α-фазу толщиной 10…20 мкм. После последующего после насыщения процесса окисления на поверхности рентгеноструктурным анализом также обнаруживается фаза Al₂O₃, как результат взаимодействия с кислородом воздуха уже сформировавшегося диффузионного слоя.

Эксплуатационные свойства полученных защитных слоев на меди, в частности их жаростойкость резко повышаются. В частности, установлено, что диффузионный слой толщиной 50 мкм остается работоспособный до температур 800ºС, происходит увеличение стойкости практически в 8 раз в сравнении с медью без защитного слоя. Идея комплексного упрочнения с целью повышения жаростойкости и коррозионной стойкости меди и медных сплавов реализована на примере холодильников стекольного производства, где разработанная комплексная технология, включающая термодиффузионную обработку из специально синтезированных алюминий-бор- содержащих насыщающих смесей позволила обеспечить ресурс работы деталей до полугода на производстве E-стекла.

Расположение фото:  Широкая (в контенте)

Видео (файл): 

Связанные товары по фильтру:  []

ID: 3665

Описание для анонса: 

Картинка для анонса: Array

Детальная картинка: