CC BY
8СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ БОРИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ ИЗ ОБМАЗОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
Шухрат Номонович Файзиматов
Фегранского политехнического института timurbatirov18@mail.ru
Темурхужа Бузрукхужа угли Анвархужаев
Фегранского политехнического института timurbatirov18@mail.ru
Сохибжон Шокиржон угли Рахмонов
Фегранского политехнического института timurbatirov18@mail.ru
АННОТАЦИЯ
Так, сокращение продолжительности борирования в расплавах наблюдали при перемешивании расплава с помощью ультразвука. Получаемые боридные слои имели глубину в 2 раза выше, чем покрытия, образованные при жидкостном без электролизном методе без применения ультразвука. Положительный результат объясняли тем, что за счет возникновения кавитации процесс диффузии на поверхности протекал под некоторым давлением. Кроме того, ультразвуковые колебания очищали поверхность обрабатываемых изделий от механических и химических загрязнений.
Ключевые слова: Технологи, борорование сталей, жаростойки, диффузии, механических и химических.
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY BORING OF STEELS FROM OILS TO
INCREASE HEAT RESISTANCE AND WEAR RESISTANCE
Shukhrat Nomonovich Fayzimatov
Fegran Polytechnic Institute timurbatirov18@mail.ru
Temurkhuja Buzrukhuja Sokhibjon Shokirjon ugli
ugli Anvarkhujaev Rakhmonov
Fegran Polytechnic Fegran Polytechnic
Institute Institute
timurbatirov18@mail.ru timurbatirov18@mail.ru
ABSTRACT
Thus, a reduction in the duration of borating in melts was observed while stirring the melt using ultrasound. The resulting boride layers had a depth 2 times higher than the coatings formed by the liquid method without electrolysis without the use of ultrasound. The positive result was explained by the fact that, due to the occurrence of cavitation, the diffusion process on the surface proceeded under a certain
pressure. In addition, ultrasonic vibrations cleaned the surface of the processed products from mechanical and chemical contamination.
Keywords: Technologists, stripping steels, heat-resistant, diffusion, mechanical and chemical.
ВВЕДЕНИЕ
Возможность получения требуемого комплекса физических и механических свойств изделий в зависимости от условий их работы является одной из важнейших целей материаловедения. Достижение этой цели требует совершенствования существующих, а порой создания новых материалов и методов обработки. При эксплуатации наиболее интенсивным нагрузкам подвергаются поверхностные слои деталей и инструмента, в связи, с чем можно утверждать, что именно структура и свойства поверхности детали, как правило, определяют работоспособность изделия в целом. Для формирования покрытий с заданными свойствами применяется химико-термическая обработка (ХТО), которая заключается в одновременном химическом и термическом воздействии на обрабатываемую сталь, и является наиболее универсальным методом для образования на поверхности твердых износостойких одно- и многокомпонентных диффузионных покрытий с целью повышения долговечности и эксплуатационной стойкости деталей. В частности, диффузионное насыщение поверхности изделий бором защищает детали от износа при различных условиях эксплуатации. Кроме того, боридные слои обладают повышенной коррозионной и жаростойкостью. Стандартные технологии борирования дают стабильные результаты, но при этом имеют низкую производительность и требуют высоких ресурсных затрат. Так, например, при электролизном и жидкостном борировании тигли имеют низкую стойкость в борирующих расплавах, детали необходимо отмывать и обезвреживать стоки. Порошковое борирование не позволяет механизировать и автоматизировать процесс, и обладает высокой стоимостью насыщающей смеси.
МЕТОДОЛОГИЯ
Общим недостатком существующих способов борирования считается продолжительность процесса, которая составляет не менее 6 часов. По этой причине современные исследования процесса борирования посвящены его интенсификации, которая приведет к сокращению времени обработки и, в итоге, к увеличению производительности процесса. Кроме того, высокая твердость и низкая пластичность боридного слоя препятствуют эксплуатации изделий особенно в условиях знакопеременных нагрузок. Решение этой проблемы видится в создании борированных слоев с гетерогенной дисперсной структурой, состоящей из включений боридов в относительно пластичном твердом растворе,
обладающих меньшей хрупкостью, чем традиционное столбчатое строение борированного слоя.
Эффективным направлением в вопросах ускорения процесса диффузионного борирования оказалось применение электрического нагрева. Нагрев токами высокой частоты из насыщающих борсодержащих паст приводил к сокращению продолжительности обработки до нескольких десятков минут. Для ускорения борирования довольно успешно предлагались такие способы, как применение электронно-лучевого, электроискрового нагрева, напыление в плазме, возбуждение тлеющего разряда при насыщении из порошков, использование ультразвука, выброс и псевдо ожижения насыщающей смеси при электрическом воздействии, химическое и физическое осаждение из паровой фазы. Но несмотря на сокращение продолжительности насыщения перечисленные методы не получили распространения из-за технической сложности исполнения, не универсальности и энергоемкости процесса. В этой связи перспективной представляется идея ускорения диффузионного насыщения при микро дуговой химико-термической обработке (МДХТО), которая заключается в нагреве изделия в контейнере с порошком каменного угля за счет образования микро дуговых разрядов на поверхности при пропускании электрического тока постоянной мощности. Предварительные исследования показали, что применение микродугового нагрева при борировании из обмазок позволяет в течение нескольких минут сформировать боридный слой с гетерогенной структурой, за счет одновременной преимущественно зерно граничной диффузии бора и углерода.
ОБСУЖДЕНИЕ
Прогресс в современной технике неразрывно связан с созданием наиболее эффективных методов повышения эксплуатационных свойств деталей машин, инструмента и технологической оснастки, работающих в условиях изнашивания, высоких температур путем поверхностного упрочнения. Одним из наиболее эффективных и распространенных методов поверхностного упрочнения является химико-термическая обработка (ХТО). Методами ХТО на поверхности сталей получают весь спектр требуемых при эксплуатации изделий свойств: высокая твердость, коррозионная стойкость, износостойкость, жаростойкость и др. Несмотря на значительную историю развития ХТО и огромное количество работ в этой области, возможности ХТО до конца не исчерпаны. Широкое применение в машиностроительной отрасли получили процессы цементации, нитро цементации, азотирования, цианирования, борирования, алитирования и др. Большой вклад в разработку теории и технологии получения многокомпонентных диффузионных слоев на основе металлоподобных соединений (боридов, алюминонов, силицидов,
карбидов и т.д.) внесли советские и российские ученые: Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Крукович М.Г., Земсков Г.В., Коган Р.Л., Ситкевич М.В. и др. Многокомпонентное насыщение позволяет создавать диффузионные слои, которые по своим эксплуатационным свойствам существенно превосходят традиционные однокомпонентные слои. Одним из методов ХТО является бороалитирование. Поверхностное насыщение стали бором и алюминием позволяет получить на поверхности стали слои с высокой жаро- и износостойкостью. Бороалитирование применяют для поверхностного упрочнения литейной и штамповой оснастки. Варьирование количественным содержанием компонентов, входящих в состав смеси, позволяет управлять структурообразованием и получать слои с заданными свойствами в зависимости от эксплуатационных требований к детали.
Процессами одновременного или последовательного насыщения бором и алюминием (бороалитированием) занимаются исследователи из России, Греции, Болгарии, Южной Кореи, США.
РЕЗУЛЬТАТ
Очень часто некоторые детали, в частности, детали литейной, штамповой оснастки и т.д., имеют весьма габаритные размеры и для них требуется обработка только рабочей части, поэтому актуальной задачей является разработка технологии насыщения из обмазок. Внедрение новых технологических процессов в промышленности в ряде случаев тормозится отсутствием материалов, способных работать в экстре- мольных условиях Изыскание новых возможностей изменения комплекса физико- механических свойств металлов в заданном направлении является актуальной задачей современного материаловедения Решение этой задачи требует совершенствования суще- сетующих и создания новых методов обработки металлов Чаще всего в процессе экс- плантации подвергаются наиболее интенсивным внешним воздействиям поверхностные слои деталей и инструмента, поэтому зачастую структура и свойства именно поверхностных слоев оказывает важное влияние на работоспособность изделий в целом Одним из основных, широко известных и наиболее перспективных способов упрочнения поверхности стальных изделий является химик термическая обработка (ХТО) Ее применение экономически более выгодно, чем получение легированной стали с аналогичными свойствами и, как правило, может производиться на любом предприятии, имеющем термическое оборудование Химик термической обработкой изделиям можно придать такой комплекс эксплуатационных свойств, достижения которого объемным легированием или невозможно (азотирование, борирование), или экономически невыгодно (молибденирование, хромониобирование и др ) ХТО чаще всего проводят при
высокотемпературной изотермической или изотермически ступенчатой выдержке с полной перекристаллизацией стали в аустенитно со- стояние Это приводит к перегреву - структура и механические свойства сталей, кроме твёрдости и износостойкости, ухудшаются Есть и другие недостатки в технологии ХТО с высокотемпературной выдержкой в процессе насыщения коробление, высокая энергиям- кость процесса. Указанные недостатки можно устранить при диффузионном насыщении поверхности сплава в режиме термоциклирования (ТЦО), а также при совместном насыщении поверхности металла несколькими химическими элементами т е при двух- или многого- понятном насыщении. К перспективным методам ХТО относится борирование, хромирование, титанирование и совмещенные процессы бор хромирование, боротитанирование и др Эти способы ХТО более эффективны, чем традиционно используемые цементация, азотирование и цианирование практически по всем параметрам свойств поверхностных слоев материала Так, например, боридные слои на сталях отличаются высокой износостойкостью, силицидные - кислотостойкостью, хромирование придает жаростойкость, а комбинированные покрытия зачастую совмещают в себе исходные свойства однокомпонентных покрытий и в некоторой степени нивелируют недостатки соответствующих однокомпонентных покрытый Борохромированние, например, позволяет снизить хрупкость поверхностных слоев, повысить их жаростойкость по сравнению с борированными при практически одинаковой их твердости и износостойкости.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работоспособность бор хромированных слоев в 1,5-1,75 раза выше, чем борированных. Однако известные методы получения таких по- крытый несовершенны и достаточно трудоемки Такие покрытия обычно получают последовательно высокотемпературным насыщением этими элементами, в литературе нет достаточных сведений об эффективных способах одновременного насыщения поверхности стали бором и хромом Решение этой проблемы является важной материаловедческой задачей
REFERENCES
1. Хусанов Ю. Ю., Мамасидиков Б. Э. У. ПОЛИМЕР КОМПОЗИТ МАТЕРИАЛЛАРНИ ПРАМАЛАШДА КИРИНДИ ^ОСИЛ БУЛИШ ЖАРАЁНИ ТАДЖИК КДЯИШ //Scientific progress. - 2021. - Т. 2. - №. 1. - С. 95-104.
2. Файзиматов Ш. Н., Абдуллаев Ш. М. ДОРНАЛАР ЁРДАМИДА КИЧИК УЛЧАМЛИ ЧУКУР ТЕШИКЛАРГА ИШЛОВ БЕРИШ АНИКЛИГИ ВА САМАРАДОРЛИГИНИ ОШИРИШ //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 851-856.
SCIENTIFIC PROGRESS VOLUME 2 I ISSUE 1 I 2021
ISSN: 2181-1601
3. Fayzimatov B. N., Xusanov Y. Y. PROBLEMS OF GLASS SURFACE QUALITY FORMATION FOR MECHANICAL PROCESSING //Scientific-technical journal. -2018. - Т. 22. - №. 2. - С. 35-39.
4. Fayzimatov S. N., Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. Optimization Conditions Of Drilling Polymeric Composite Materials //The American Journal of Engineering and Technology. - 2021. - Т. 3. - №. 02. - С. 22-30.
5. Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. O. G. L. POLIMER KOMPOZITSION MATERIALLARDAN TAYYORLANGAN DETALLARNI PARMALASHNI ASOSIY KO 'RINISHLARI //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 11691174.
6. Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. O. G. L. POLIMER KOMPOZITSION MATERIALLARDAN TAYYORLANGAN DETALLARNI PARMALASHNI ASOSIY KO 'RINISHLARI //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 11691174.
7. Крукович М.Г. Пластичность борированных слоев. / М.Г. Крукович, Б.А. Прусаков, И.Г. Сизов - М. ФИЗМАТЛИТ. 2010 - 384 с.
8. Крукович М.Г. Разработка теоретических и прикладных аспектов управления структурой и свойствами борированных слоев и их использование при производстве транспортной техники. // Дисс. докт. техн. наук. - Москва, 1995. -416 с.
