Kuinka parantaa TC11 metalliseosputken, titaaniseosmateriaalin kovuutta ja kulutuskestävyyttä

Titaaniseoksen hiiletys synnyttää pinnalle TiC-faasin, jonka kovuus on erittäin korkea. TiC-kerroksen sitoutuminen alustaan ​​on kuitenkin erittäin huono, mikä haittaa käytännön käyttöä. Liian korkea lämpötila nopeuttaa titaanikarbidirakeiden kasvua:

1. Sintrauslämpötila. Titaanikarbidin korkea-mangaaniteräsliitossementoidun karbidin lopulliseksi sintrauslämpötilaksi otetaan yleensä 1420 astetta, mikä on sopivampi. Sintrauslämpötila ei saa olla liian korkea. Jopa tehdä sidosvaihe nestefaasiin metallin menetys, niin että kova vaihe tapahtuu naapurimaiden, aggregaatiota ja kasvua, muodostumista murtuman lähde. Tästä syystä aiemmin analysoidun kovan faasin rakeiden välinen sitoutumisvaihe vähenee. Sintrauslämpötila ei tietenkään saa olla liian alhainen, muuten seos alipoltetaan. Erityisesti 3-vaiheessa: sidosten purkaminen, pelkistys ja nestefaasisintraus.

2, sintrauslämmitysnopeus. Tällaisen metalliseoksen sintrauslämmitysnopeuden ei pitäisi olla nopea. Lämmitysnopeuden ja pitoajan tiukasti valvomiseksi. Koska matalan lämpötilan liimanpoistovaiheessa aihio vapauttaa puristusjännityksen ja muodostuvan aineen haihtumisprosessin, jos kuumennusnopeus on nopea, muodostusaineen haihtuminen ja nesteyttäminen höyryksi on liian myöhäistä, jotta aihio halkeaa. tai mikrosäröilyilmiö; 900 astetta pelkistysvaiheen yläpuolella, jotta aihiolla on tarpeeksi aikaa irrottaa jauheessa käytetyt raaka-aineet (esim. Mn2Fe-väliseos) haihtuvissa aineissa ja hapessa; nestefaasisintrausvaiheeseen, on myös välttämätöntä Nestefaasisintrausvaiheeseen siirtyessä on myös tarpeen hidastaa lämpötilan nousunopeutta, jotta aihio saadaan täysin seostettua.

Titaani reagoi korkeissa lämpötiloissa hapen, typen ja muiden kaasujen kanssa aiheuttaen kovettumista, korkeaa lämpötilaa (800-900 astetta) nitrauksessa niin, että sen pinnan Vickers-kovuus on jopa 700 tai enemmän; pinnoituksen läpi argonkaasussa sopivalla määrällä typpeä tai happea, jotta pinnan kovuutta voidaan lisätä 2-3 kertaa; ionipinnoituksen läpi niin, että pintaan muodostuu titaaninitridikerros, paksuus 5. Paksuus on noin 5 mikronia ja pinnan Vickers-kovuus on jopa 16,000-20,{{ 7}}; kromipinnoitus ja niin edelleen. Nitridoinnissa voi muodostua erilaisia ​​vyöhykkeitä, jos happipitoisuus ei ole liian korkea, muodostuu titaaninitridistä koostuva ulompi vyöhyke, jonka väri on kultainen ja kovuus 14,000-17,000 MPa, mutta tämä titaaninitridikerros on erittäin vaikea muodostaa, koska kun nitrauslämpötila on alhainen tai kun se kuumennetaan korkeaan lämpötilaan (hehkutus), typpi liukenee kokonaan metallin pinnalla olevaan kiinteään titaaniliuokseen, ja titaaninitridikerros ei enää kasva tai katoa lämpökäsittelyprosessin aikana. Siksi, kun titaaninitridikerros löytyy, titaanin kiinteä liuoskerros on jo liuennut typpeen, ja tällä kerroksella on myös korkea kovuus, mutta ytimen kovuus pienenee. Kun ammoniakkia käytetään typpitykseen, tapahtuu ylimääräisiä organisatorisia muutoksia vedyn läpäisyn vaikutuksesta. Titaaninitridi on kovaa ja sähköä johtavaa. Titaaninitridin syntylämpö ylittää kaikkien titaanioksidien. Siksi on myös huolehdittava siitä, että nitridointiprosessi suoritetaan täydellisen hapenpoiston olosuhteissa. Titaanin ja typen välinen pintareaktio noudattaa parabolista kuviota ajan myötä. Siksi nitrausnopeus pienenee nitrausajan pidentyessä. Koska typen diffuusionopeus nitridoidussa titaanikerroksessa on pienempi kuin alla olevan kiinteän titaaniliuoksen nestevyöhykkeellä, on mahdotonta muodostaa paksua nitridoitua kerrosta, ja typen tai ammoniakin tulee olla erittäin puhdasta. Koska happi ei vain estä nitridikerroksen muodostumista, vaan saa myös pintakerroksen poistamaan oksidikuoren korkeammassa lämpötilassa, kosteuspitoisuuden (kosteuden) tulee olla tätä tasoa pienempi, vaikka se saavuttaisi sulamispisteen.

Boorin tunkeutuminen titaanipinnoille tuottaa TiB2-faasia, joka on myös erittäin kovaa. Kirjallisuuden mukaan peitatut titaaniosat upotettuina amorfiseen boorijauheeseen ja A1203 jauheeseen puolet jauheseoksesta (joka lisäsi 0,75 % - 1,0 % NH4F * HF) 1010 asteen lämmön säilyttämisessä 1 tunnin ajan, voit luoda TiB2-kerroksen. Yllä olevissa olosuhteissa pinnoitteen paksuus vaihtelee eri metalliseosten mukaan, teollisen puhtaan titaanin pinnoitteen paksuus 25p, TC4-titaaniseos, joka muodostuu 20 um:n paksuudesta, kovuus HV2800-3450. Boorin tunkeutumislämpötilavaatimukset ovat korkeat, mikä asettaa sen käyttöön tietyt rajoitukset. Jos ensin titaanilevyssä elektrolyyttinen rauta, jonka jälkeen boronointi, voi alentaa boronoinnin lämpötilaa 870 celsiusasteeseen, pinnoitteen paksuus jopa 40 um, kovuus voi olla jopa HV2300. Titaani reagoi myös typen kanssa, joten sitä on käytettävä argonin kantajana. Jos käytät happi/typpikaasuseosta (ilmaa) happilähteenä, se hapen diffuusiolämpötilassa (noin 850 astetta) muodostaa riittävästi nitridiä, se vähentää hapen diffuusiota. Happidiffuusiokerroksen syvyyden ja jakautumisen optimoimiseksi happipitoisuuden on oltava riittävän korkea suuren diffuusionopeuden aikaansaamiseksi. Se ei kuitenkaan voi olla tarpeeksi korkea muodostamaan jatkuvaa pintaoksidikalvoa, jonka on raportoitu estävän diffuusiota.

Pintakarkaisun tarkoituksena on parantaa kulutuskestävyyttä ja eliminoida kitka-olosuhteissa toimivien osien keskinäisen tarttumisen riski. On mahdollista, että kovuuden kasvuun liittyy korroosionkestävyyden ja väsymislujuuden lisääntyminen. Ensimmäinen huolenaihe tässä on pinnan kovuuden parantaminen, itse prosessi ja sen vaikutus pinnan kovuuden paranemiseen. Pintakarkaisu tulee suorittaa ja hyvin kontrolloitua uunissa, jossa on paineistettu suojailmakehä, jolloin kaasukoostumusta käsittelyn lopussa voidaan helposti vaihdella homogeenisen ei-huokoisen rutiilikerroksen muodostamiseksi. Tulos on samanlainen kuin TO-prosessi. Tällä tavalla se on yksivaiheinen prosessi, puhumattakaan kolmivaiheisesta prosessista, kuten BDO/TO-yhdistelmäprosessissa, mikä johtaa merkittäviin energiansäästöihin. Prosessi käyttää vain täysin inerttejä kaasuja - argonia ja happea - ja on siksi ympäristöystävällinen, myrkytön eikä edistä kasvihuoneilmiötä. Vaikka prosessi on hyvä, tyhjiökäsittely on kallista ja kaksivaiheisessa hapetus/diffuusioprosessissa on ilmeisiä ohjausongelmia. Vaikka diffuusioaika tyhjössä olisi kiinteä, pienet muutokset vaiheessa muodostuneiden oksidien määrässä voivat johtaa merkittäviin eroihin myöhemmässä kovuusjakaumassa.