§ 2. Методы химико-термической обработки и модифицирования поверхности для повышения антифрикционных свойств титановых сплавов

Химико-термическая обработка поверхности является одним из наиболее важных и распространенных методов поверхностного упрочнения титановых сплавов с целью повышения их антифрикционных свойств. Чаще всего используется диффузионное насыщение поверхности элементами внедрения: кислородом, азотом, бором, кремнием и др. При этом преследуется цель получения достаточно твердого поверхностного слоя, не только противостоящего контактному схватыванию (налипанию, намазыванию), но и достаточно хорошо адсорбирующего смазочный материал. В последние годы стало развиваться направление модификации поверхности, когда преследуется цель не столько упрочнить поверхность, сколько изменить абсорбционную и адсорбционную способность поверхности для улучшения смазываемости и развития направленных при трении процессов избирательного переноса для резкого улучшения характеристик трения. В первой части настоящего параграфа рассмотрены достаточно изученные и применяемые в технике процессы химико-термической обработки титановых сплавов — термическое оксидирование, азотирование и борирование. Во второй части рассмотрены мало освоенные но бесспорно перспективные методы упрочнения — модифицирование.

Оксидирование. Термическое оксидирование поверхности является наиболее простой и действенной химико-термической обработкой, резко улучшающей антифрикционные свойства титановых сплавов. Этот метод достаточно освоен в производстве и доступен для любых машиностроительных заводов, так как не требует специализированного оборудования. Термическое оксидирование титана и его сплавов [14, 357—359 и др. ] осуществляется в открытых электрических печах при свободном доступе воздуха к поверхности металла при его нагревании в интервале от 700 0C до температуры на 20—30 0C ниже температуры превращения ач±р (или а -f- В з± В). Выбор этого интервала температур объясняется тем, что при температурах ниже 700 0C процессы окисления и диффузии кислорода в титан резко заторможены, а при температурах существования Р-фазы (выше 900 °С) наблюдается катастрофический рост зерна, ухудшается структура и, как следствие, развивается так называемая Р-хрупкость с сильным понижением механических свойств основного металла.

В результате термического оксидирования поверхностная зона титана состоит из трех основных слоев. Наружный слой представляет собой рутил TiO2, средний слой состоит из переходных оксидов, в основном TiO1 под которым расположена зона твердого раствора кислорода (диффузионный слой) в титане. При температуре до 800 0C и сравнительно небольших выдержках окалина 336

Copyright © 2008-2012 TitanDioxide.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Диоксид титана TiO2