Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Титанува́ння (англ. titanizing) — хіміко-термічне зміцнювальне оброблення дифузійним насиченням поверхні металевих виробів титаном, яке забезпечує підвищення твердості, зносостійкості, корозійної та кавітаційної стійкості.
Титанування сталей
Титанування застосовується для підвищення корозійної стійкості та кислотостійкості сталі. Титанування проводять у порошкових сумішах, у розплавах солей електролізним та безелектролізним способом, у паровій фазі з використанням вакууму, у газових сумішах і у пастах з нагріванням струмами високої частоти (СВЧ).
Різноманітні сталеві деталі титанують у суміші, що складається з 75 % порошку маловуглецевого FeTi, 15 % CaF2, 4 % NaF та 6 % HCl. Наприклад при насиченні з 0,3 % С протягом 8 годин за температури 1150 °C утворюється дифузійний шар товщиною 300—500 мкм з концентрацією титану у поверхневій зоні до 80 %. По границях зерен і всередині стовпчастих зерен цієї поверхневої зони міститься карбід титану, в результаті чого поверхнева мікротвердість досягає 22000 — 27000 МПа. Для титанування в умовах нагрівання СВЧ рекомендується паста з 70 % FeTi та 30 % Na3AlF6. При швидкості нагрівання 50 град/с, й витримуванні протягом 5…7 хв за температури 1150…1250 °C глибина титанованого шару на технічно чистому залізі становить ≈ 70 мкм.
Оскільки титан є активним карбідотвірним елементом при титануванні сталей та вуглецевмісних твердих сплавів, на поверхні утворюється шар з карбіду титану. Підвищення вмісту вуглецю у сталі веде до збільшення товщини покриття з карбіду титану, а збільшення вмісту хрому зменшує товщину покриття, так як хром уповільнює дифузію вуглецю в аустеніті. Тонке карбідне покриття завтовшки 8…18 мкм надійно працює на зношування при твердій основі. Сталі типу Х12 при охолодженні на повітрі після титанування гартуються до твердості 56…61 HRC. Деталі зі сталей ШХ15, 9ХС, ХВГ, У12 та ін. після титанування слід зміцнювати загартуванням для підвищення твердості підкладки. При цьому деталі повинні бути невеликих розмірів, щоб уникнути в шарі тріщин при гартуванні. Так як карбід титану легко окиснюється при нагріванні на повітрі, необхідно нагрівання під загартування проводити в вакуумі або в захисних середовищах. У разі необхідності карбідне покриття можна полірувати алмазною чи ельборовою пастами із зняттям шару товщиною 2…3.мкм.
Після титанування різноманітного формувального інструменту із сталей Х12, Х12М, Х12Ф (пуансони а матриці) в умовах виробничих випробувань отримано підвищення стійкості у 3…10 разів. Мікротвердість карбідного шару на твердій підкладці досягала 30000…40000 МПа.
Титанування значно покращує стійкість до корозії, наприклад корозійна стійкість конструкційної сталі звичайної якості (Ст3) після титанування виявилась вищою ніж сталі 12Х18Н10Т. Титанування підвищує довговічність деталей, що працюють у морській воді, деталей текстильного та харчового машинобудування. В окремих випадках можливою є заміна дорогої хромонікелевої сталі на титановану сталь Ст3.
Титанування чавуну
Для титанування чавуну застосовують суміш з 25 % Ti, 50 % MgO, 15 % Mg та 10 % MgCl2. Розроблено два варіанти електролізного титанування. За першим варіантом титанування проводять у титановому тиглі, яки одночасно є розчинним анодом, в електроліті KCl—NaCl—TiCl2 при концентрації TiCl2 у перерахуванні на титан ~5 %. Над дзеркалом ванни створюється захисна атмосфера аргону. Оптимальна густина струму встановлюється 0,1…0,3 А/см3 залежно від температури перебігу процесу, яка коливається в межах 800…900 °C. За другим варіантом електролізне титанування проводять за відсутності розчинного татанового анода у розплаві з 16 % К2TiF6 та 84 % NaCl. Анодом у цьому випадку слугує графіт, а над дзеркалом ванни створюється атмосфера аргону. Температура перебігу процесу 850…900 °C, напруга 3…6 В і густина струму 0,95 А/см3. У цю ванну рекомендують також уводити титанову губку.
Титанування твердих сплавів
При титануванні спечених твердих сплавів (ТТ10К8Б, ТТ7К12, Т14К8 та ін.) на поверхні різцевих пластин отримують шар карбіду титану товщиною 3…6 мкм. Формування такого шару відбувається за рахунок вуглецю, розчиненого у кобальтовій фазі, який постачається через цю фазу від карбідів сплаву.
Титановані пластини різального інструменту показали у 2,5…4 рази більшу стійкість, ніж пластини без покрить, а мікротвердість не перевищувала 28000 МПа, так як оптимальний карбідний шар малої товщини частково протискувався при вимірюванні мікротвердості. Короткочасна цементація твердосплавних пластин перед титануванням дозволяє отримати найвищу стійкість їх при точінні.
Титанування інших металевих матеріалів
Титановані дифузійні шари товщиною 2,5…3 мм підвищують кислототривкість міді у 30 разів, латуні у 7…10 разів і силуміну у 10…12 разів, а кавітаційну стійкість латуні у 17…20 разів, бронзи у 30 разів, і силумінів у 25…30 разів. Насичення силуміну титаном проводиться при 300…500 °C протягом 6…10 годин у суміші порошків титану, плавикового шпату і фтористого натрію. Мідь, латунь і бронзу насичують 700 °C протягом 6 годин у суміші феротитану, плавикового шпату та фтористого натрію.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2494-94 Метали. Оброблення зміцнювальне. Терміни та визначення.
Джерела
- Химико-термическая обработка металлов. Учебное пособие для вузов. / Лахтин Ю. М., Арзамасов Б. Н. — М.: Металлургия, 1985 . — 256 с..
- Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1965. — 493 с.
- Бучинський М.Я., Горик О.В., Чернявський А.М., Яхін С.В. ОСНОВИ ТВОРЕННЯ МАШИН / [За редакцією О.В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. – Харків : Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Titanuva nnya angl titanizing himiko termichne zmicnyuvalne obroblennya difuzijnim nasichennyam poverhni metalevih virobiv titanom yake zabezpechuye pidvishennya tverdosti znosostijkosti korozijnoyi ta kavitacijnoyi stijkosti Titanuvannya stalejTitanuvannya zastosovuyetsya dlya pidvishennya korozijnoyi stijkosti ta kislotostijkosti stali Titanuvannya provodyat u poroshkovih sumishah u rozplavah solej elektroliznim ta bezelektroliznim sposobom u parovij fazi z vikoristannyam vakuumu u gazovih sumishah i u pastah z nagrivannyam strumami visokoyi chastoti SVCh Riznomanitni stalevi detali titanuyut u sumishi sho skladayetsya z 75 poroshku malovuglecevogo FeTi 15 CaF2 4 NaF ta 6 HCl Napriklad pri nasichenni z 0 3 S protyagom 8 godin za temperaturi 1150 C utvoryuyetsya difuzijnij shar tovshinoyu 300 500 mkm z koncentraciyeyu titanu u poverhnevij zoni do 80 Po granicyah zeren i vseredini stovpchastih zeren ciyeyi poverhnevoyi zoni mistitsya karbid titanu v rezultati chogo poverhneva mikrotverdist dosyagaye 22000 27000 MPa Dlya titanuvannya v umovah nagrivannya SVCh rekomenduyetsya pasta z 70 FeTi ta 30 Na3AlF6 Pri shvidkosti nagrivannya 50 grad s j vitrimuvanni protyagom 5 7 hv za temperaturi 1150 1250 C glibina titanovanogo sharu na tehnichno chistomu zalizi stanovit 70 mkm Oskilki titan ye aktivnim karbidotvirnim elementom pri titanuvanni stalej ta vuglecevmisnih tverdih splaviv na poverhni utvoryuyetsya shar z karbidu titanu Pidvishennya vmistu vuglecyu u stali vede do zbilshennya tovshini pokrittya z karbidu titanu a zbilshennya vmistu hromu zmenshuye tovshinu pokrittya tak yak hrom upovilnyuye difuziyu vuglecyu v austeniti Tonke karbidne pokrittya zavtovshki 8 18 mkm nadijno pracyuye na znoshuvannya pri tverdij osnovi Stali tipu H12 pri oholodzhenni na povitri pislya titanuvannya gartuyutsya do tverdosti 56 61 HRC Detali zi stalej ShH15 9HS HVG U12 ta in pislya titanuvannya slid zmicnyuvati zagartuvannyam dlya pidvishennya tverdosti pidkladki Pri comu detali povinni buti nevelikih rozmiriv shob uniknuti v shari trishin pri gartuvanni Tak yak karbid titanu legko okisnyuyetsya pri nagrivanni na povitri neobhidno nagrivannya pid zagartuvannya provoditi v vakuumi abo v zahisnih seredovishah U razi neobhidnosti karbidne pokrittya mozhna poliruvati almaznoyu chi elborovoyu pastami iz znyattyam sharu tovshinoyu 2 3 mkm Pislya titanuvannya riznomanitnogo formuvalnogo instrumentu iz stalej H12 H12M H12F puansoni a matrici v umovah virobnichih viprobuvan otrimano pidvishennya stijkosti u 3 10 raziv Mikrotverdist karbidnogo sharu na tverdij pidkladci dosyagala 30000 40000 MPa Titanuvannya znachno pokrashuye stijkist do koroziyi napriklad korozijna stijkist konstrukcijnoyi stali zvichajnoyi yakosti St3 pislya titanuvannya viyavilas vishoyu nizh stali 12H18N10T Titanuvannya pidvishuye dovgovichnist detalej sho pracyuyut u morskij vodi detalej tekstilnogo ta harchovogo mashinobuduvannya V okremih vipadkah mozhlivoyu ye zamina dorogoyi hromonikelevoyi stali na titanovanu stal St3 Titanuvannya chavunuDlya titanuvannya chavunu zastosovuyut sumish z 25 Ti 50 MgO 15 Mg ta 10 MgCl2 Rozrobleno dva varianti elektroliznogo titanuvannya Za pershim variantom titanuvannya provodyat u titanovomu tigli yaki odnochasno ye rozchinnim anodom v elektroliti KCl NaCl TiCl2 pri koncentraciyi TiCl2 u pererahuvanni na titan 5 Nad dzerkalom vanni stvoryuyetsya zahisna atmosfera argonu Optimalna gustina strumu vstanovlyuyetsya 0 1 0 3 A sm3 zalezhno vid temperaturi perebigu procesu yaka kolivayetsya v mezhah 800 900 C Za drugim variantom elektrolizne titanuvannya provodyat za vidsutnosti rozchinnogo tatanovogo anoda u rozplavi z 16 K2TiF6 ta 84 NaCl Anodom u comu vipadku sluguye grafit a nad dzerkalom vanni stvoryuyetsya atmosfera argonu Temperatura perebigu procesu 850 900 C napruga 3 6 V i gustina strumu 0 95 A sm3 U cyu vannu rekomenduyut takozh uvoditi titanovu gubku Titanuvannya tverdih splavivPri titanuvanni spechenih tverdih splaviv TT10K8B TT7K12 T14K8 ta in na poverhni rizcevih plastin otrimuyut shar karbidu titanu tovshinoyu 3 6 mkm Formuvannya takogo sharu vidbuvayetsya za rahunok vuglecyu rozchinenogo u kobaltovij fazi yakij postachayetsya cherez cyu fazu vid karbidiv splavu Titanovani plastini rizalnogo instrumentu pokazali u 2 5 4 razi bilshu stijkist nizh plastini bez pokrit a mikrotverdist ne perevishuvala 28000 MPa tak yak optimalnij karbidnij shar maloyi tovshini chastkovo protiskuvavsya pri vimiryuvanni mikrotverdosti Korotkochasna cementaciya tverdosplavnih plastin pered titanuvannyam dozvolyaye otrimati najvishu stijkist yih pri tochinni Titanuvannya inshih metalevih materialivTitanovani difuzijni shari tovshinoyu 2 5 3 mm pidvishuyut kislototrivkist midi u 30 raziv latuni u 7 10 raziv i siluminu u 10 12 raziv a kavitacijnu stijkist latuni u 17 20 raziv bronzi u 30 raziv i siluminiv u 25 30 raziv Nasichennya siluminu titanom provoditsya pri 300 500 C protyagom 6 10 godin u sumishi poroshkiv titanu plavikovogo shpatu i ftoristogo natriyu Mid latun i bronzu nasichuyut 700 C protyagom 6 godin u sumishi ferotitanu plavikovogo shpatu ta ftoristogo natriyu Div takozhDifuzijna metalizaciyaPrimitkiDSTU 2494 94 Metali Obroblennya zmicnyuvalne Termini ta viznachennya DzherelaHimiko termicheskaya obrabotka metallov Uchebnoe posobie dlya vuzov Lahtin Yu M Arzamasov B N M Metallurgiya 1985 256 s Minkevich A N Himiko termicheskaya obrabotka metallov i splavov 2 e izd pererab i dop M Mashinostroenie 1965 493 s Buchinskij M Ya Gorik O V Chernyavskij A M Yahin S V OSNOVI TVORENNYa MAShIN Za redakciyeyu O V Gorika doktora tehnichnih nauk profesora zasluzhenogo pracivnika narodnoyi osviti Ukrayini Harkiv Vid vo NTMT 2017 448 s 52 il ISBN 978 966 2989 39 7