Регион:

Процесс диффузионного цинкования крепежных изделий

Процесс диффузионного цинкования крепежных изделий

В большинстве случаев, нанесение защитных покрытий на детали производится непосредственно после окончательной термообработки деталей. Стандартные операции термической обработки заклю- чаются в обеспечении ряда циклов нагрев - охлаждение с целью формирования структуры, обеспечивающей необходимые эксплуатационные характеристики изделия и могут составлять значительную часть себестоимости изделия. В данном случае антикоррозионную обработку производят с применением технологий электролитического цинкования после окончательных операций термической обработки. Однако, при реализации данных технологий на производстве значительные затраты идут на разработку систем очистки и регенерации отходов, от данного типа производств, что влечет за собой дополнительные экономические потери. Альтернативным способом антикоррозионной защиты на основе цинка является термодиффузионное цинкование в порошковых насыщающих средах (ТДЦ). Преимущественной особенностью способа ТДЦ является возможность совмещения с рядом операций термической обработки деталей (замена отпуска), что ведет к снижению затрат на термическую и антикоррозионную обработку изделий.

Анализ термической обработки ряда деталей автотракторной техники показал, что перспективными для использования ТДЦ в качестве завершающей операции термической и антикоррозионной обработки являются не только упругие термоупрочняемые элементы, но так же ряд стальных деталей, изготавливаемых из конструкционных марок сталей. С учетом особенностей условий эксплуатации, наибольший интерес представляет обработка ряда крепежных элементов способом ТДЦ после предварительного термического упрочнения закалкой. На основании проведенного анализа номенклатуры крепежных элементов ОАО “МАЗ” для замены отпуска процессами термодиффузионного цинкования наиболее подходят крепежные элементы, изготовленные из нелегированных либо низколегированных марок сталей не склонных к отпускной хрупкости, отпускаемых по стандартной технологии при температурах, сопоставимых с температурами реализации стандартных режимов ТДЦ. Согласно программам термической обработки предприятия ОАО “МАЗ”, для разработки технологии совмещающей процессы нанесения антикоррозионных диффузионных слоев способом ТДЦ с общим циклом термической обработки деталей машин, наиболее подходящими являются детали, обрабатываемые в соответствии с режимами, представленным в таблице 1.

Таблица 1 – Режимы термической обработки крепежных изделий ОАО МАЗ.

№ Прог.

Материал (Сталь)

Термообработка, °С

HRC

Закалка

Время, мин

Отпуск

Время, мин

1

20Г2Р, 30Г1Р

850 ± 10

45

460 ± 5

50

32 - 39

4

40Х

850 ± 10

45

430 ± 5

50

39 - 46

7

35

840 ± 10

40

480 ± 5

50

32 - 38

На рисунке 2 представлено графическое представление режима окончательной термической обработки крепежных элементов из стали 40Х, включающее замену стандартной операции “отпуск” процессом ТДЦ.

Схема обработки крепёжных элементов с учётом использования диффузионного цинкования после предварительного термического упрочнения

Рисунок 2 – Схема обработки крепёжных элементов с учётом использования диффузионного цинкования после предварительного термического упрочнения.

Разработанная технология совместной термической и антикоррозионной обработки крепежных элементов, представленная на рисунке 3, позволяет получать диффузионный слой цинка в поверхностной зоне крепежного элемента с формированием тростосорбитной структуры в сердцевине изделия (рисунок 4).

Блок-схема техпроцесса изготовления крепежных изделий

Рисунок 3 - Блок-схема техпроцесса изготовления крепежных изделий совместно с процессом термодиффузионного цинкования.

Микроструктура диффузионного слоя

а) Микроструктура цинкового интерметаллидного диффузионного слоя, сформированного на мартенситной основе крепежного элемента hсл. – 40 мкм, Х 1000;
б) Микроструктура сердцевины обработанного по разработанной технологии крепежного элемента, представляющая тростосорбит отпуска твердостью 38 HRC Х1000.
Рисунок 4 – Микроструктурный анализ крепежа Болт М16х110 10.9.

По результатам циклических коррозионных испытаний стойкость крепежных элементов изготовленных в соответствии с представленной технологией составляет 240 часов до начала разрушения стальной основы (рисунок 5).

Поверхность образцов с диффузионным цинковым слоем и электролитическим цинковым покрытием

Рисунок 5 – Поверхность образцов с диффузионным цинковым слоем (А) и электролитическим цинковым покрытием (Б) после 240 часов испытаний в камере соляного тумана.

Разработанная технология совместной термической и антикоррозионной обработки крепежных элементов позволяет снизить производственные затраты на обработку ряда крепежных элементов из конструкционных марок сталей за счет формирования антикоррозионного покрытия и требуемых эксплуатационных свойств изделий в одну технологическую операцию.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments