Тема: «Химико-термическая
обработка»
Тип урока:
комбинированный
Цели урока:
Образовательная – изучить основные виды химико-термической обработки: поверхностное
упрочнение, цементация, азотирование, цианирование, диффузная металлизация.
Развивающая – способствовать развитию речи, мышления, логики, памяти, кругозора.
Воспитательная –
воспитывать нравственные качества, патриотизм, любовь к профессии.
Методы обучения:
объяснительно-иллюстрационные (рассказ, беседа)
Методические приёмы:
- логические;
- технические;
- организационные.
Межпредметные связи: химия
Ход
урока:
1. Оргмомент (приветствие, проверка
присутствующих, готовность рабочих мест)
2. Вводное слово преподавателя
3. Проверка домашнего задания, актуализация
опорных знаний (устный опрос)
4. Изучение нового материала
Химико-термическая обработка – производится для изменения химического состава структуры
и свойств поверхностного слоя изделия. Производится путём нагрева в химически
активной среде.
Химико-термическая обработка по назначению
подразделяется на две группы:
•
химико-термическая обработка, предназначенная для
повышения износостойкости и поверхностной твердости рабочих поверхностей
деталей. К ней относятся цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация;
• химико-термическая
обработка, применяемая для получения высоких
антифрикционных свойств. Химический элемент, насыщающий поверхность
деталей, предотвращает задиры и слипаемость трущихся поверхностей. К этому виду
относятся сульфидирование, свинцевание, и др.
Химико-термическая обработка используется для увеличения твердости,
износостойкости, коррозионной и усталостной стойкости, а также для декоративной отделки.
Процессы химико-термической обработки состоят из трех стадий: диссоциации, адсорбции и диффузии.
Диссоциация — это выделение атомов химических элементов (металлов и неметаллов), способных растворяться в металлах (сплавах) деталей методом диффузии. Этот процесс протекает в газовой среде.
Адсорбция — это контактирование выделенных атомов химических элементов (металлов и
неметаллов) с поверхностями деталей и
образование химической связи с атомами металла деталей.
Диффузия — это процесс проникновения насыщающего элемента в атомные решетки металла деталей.
Поверхностное упрочнение. В процессе работы деталей машин механизмов и
инструмента рабочие (трущиеся) поверхности деталей
и инструмента изнашиваются и требуют перезаточки или
полной замены. Изнашивание рабочих поверхностей даже на небольшую
глубину может привести к серьезным последствиям. С целью
придания рабочим поверхностям высокой износостойкости, надежности и
долговечности применяются различные технологические
приемы упрочнения этих поверхностей.
Существуют следующие виды покрытий:
. однокомпонентные покрытия
— насыщение поверхностей одним каким-либо химическим
элементом (металлом или неметаллом): углеродом, азотом,
хромом, танталом, марганцем и др.;
. двухкомпонентные покрытия — насыщение поверхностей двумя
химическими элементами (металлом и неметаллом): углерод + хром, углерод
+ бор, углерод + азот, углерод + марганец, углерод + сера и др.;
• многокомпонентные покрытия: углерод + хром + азот, углерод + бор + азот, углерод + фосфор + азот, хром +
аммоний + кремний и др.
Цементация.
Цементацией называется
химико-термическая операция, в процессе которой производят насыщение
поверхностного слоя деталей углеродом. Цементацию проводят с целью
получения высокой твердости, износостойкости поверхности деталей при высокой
ударной вязкости сердцевины.
Дефекты:
а)
разъедание поверхностного слоя солями сернокислого бария;
б)
пониженная массовая доля С;
в)
обезуглероживание;
г)
неравномерная глубина цементированного слоя;
д)
перенасыщение С;
е)
внутреннее окисление.
Азотирование
Азотированием
– называется процесс химико-термической обработки, при которой поверхности
деталей насыщаются азотом. Цель – получение высокой твёрдости, износостойкости,
коррозионной стойкости. Процесс проводят в среде аммиака при Т=500-600 С до 90
ч.
Цианирование и нитроцементация
Цианирование
– это процесс насыщения поверхности деталей С и N одновременно. Цель – повышение прочности,
твёрдости, износостойкости.
Преимущества:
·
возможность подвергать
обработке детали сложной формы;
·
малую длительность процесса;
·
отсутствие деформации и
коробления.
Различают жидкостное и
газовое цианирование (нитроцементация)
Диффузная
металлизация
Процесс насыщения
поверхностного слоя деталей методом диффузии при высокой Т различными
металлами.. Она может осуществляться в твёрдом, жидком и газовом
металлизаторах.
Твёрдые – это порошковые
смеси, состоящие из ферросплавов.
Жидкие – это расплавленные
металлы, цинк, алюминий.
Газовые – летучие хлористые
соединения металлов, хрома, кремния.
Виды:
1. Алитирование – насыщение
поверхностного слоя алюминием, при Т=700-1100С, образуется плёнка оксида
алюминия, она имеет высокую коррозионную стойкость, окалиностойкость.
2. хромирование –насыщение
поверхностного слоя хромом, для повышения ударной вязкости, стойкости против
коррозии.
3.Борирование
4. Титанирование
5. Вольфрамирование.
5. Закрепление пройденного материала
Вопросы
1. Что такое химико-термическая обработка?
2. Какова цель цементации?
3. Дефекты цементации?
4. Виды диффузно металлизации?
6. Итог урока
7. Домашнее задание
О.С. Моряков Материаловедение: - М.:
Издательский центр «Академия», 2021.-288. стр.
Основы материаловедения под ред. В.Н.
Заплатина.- М.: Издательский центр «Академия», 2010.-256 с.стр 136-144
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.