2. Поверхностная закалка

Эта операция сопровождает химико-термическую обработку, а также имеет и самостоя-тельное значение - она применяется для образования твердого износостойкого слоя на по-верхности деталей из средне- и высокоуглеродных сталей и некоторых чугунов. Ей предше-ствует объемная термообработка: нормализация или объемная закалка и высокий отпуск. Поверхностная закалка состоит из двух операций: нагрева поверхностного слоя и быстрого его охлаждения. По способу нагрева различают следующие методы поверхностной закалки: высокочастотный, контактный, плазменный, при нагреве в электролите, лазерный.

Наиболее распространенным и эффективным является высокочастотный метод нагрева. К генератору высокой частоты подключается охлаждаемая катушка из нескольких витков. Внутри катушки возникает высокочастотное электромагнитное поле, в которое помещают деталь. Вследствие явления электромагнитной индукции в детали возникают вихревые токи (токи Фуко), которые текут лишь в тонком поверхностном слое, где и выделяется вся обра-зующаяся теплота. Поверхностный слой разогревается до температуры закалки за очень ко-роткое время, недостаточное для того, чтобы тепло распространилось вглубь детали. Затем нагретая поверхность резко охлаждается потоком жидкости (обычно воды). В результате закаливается тонкий поверхностный слой, основа же при этом остается вязкой, что предохраняет деталь от хрупкого излома при циклическом действии нагрузки.

3. Электрохимические покрытия

В современной технологии широко используется метод электролиза. Чаще всего приме-няются электролитическое хромирование, серебрение, нанесение покрытия из олова, свинца, цинка, индия и сплавов легкоплавких металлов. Вещества могут наноситься и как рабочие слои, и как элементы многослойных покрытий.

Ведущим методом является хромирование с целью повышения износостойкости. Хром обладает высокой твердостью, хорошим сцеплением со сталью и высокой химической стой-костью. Все элементы подшипников качения подвергаются хромированию. Для повышения тепло- и кислотостойкости покрытие обрабатывается парами бензина при температуре около 1000 С. При этом углерод вступает в химическое соединение с хромом с образованием карбидов, которые заполняют микротрещины в покрытии. Гладкие хромовые покрытия, обладающие плохим смачиванием маслами, плохо прирабатываются, поэтому часто используются пористые покрытия. Такие покрытия наносят на поршневые кольца. Масло, находящееся в порах, предотвращает схватывание в ходе приработки. У хромированных гильз цилиндров ДВС поры заполняют мелкодисперсным дисульфидом молибдена, что также способствует приработке. Хромовое покрытие обладает высоким сопротивлением износу в условиях граничной смазки. Хром, мало изнашиваясь сам, мало изнашивает и сопряженную стальную поверхность.

4. Химическая обработка

Данный метод предназначен для создания защитных слоев за счет химических реакций. Большой интерес представляют никель-фосфорные покрытия, получаемые за счет выделения металлов из раствора их солей с помощью химических препаратов - восстановителей. Покрытие содержит 92-95 % Ni и 5-8 % Р. Прочность сцепления с основой возрастает за счет термообработки покрытия.

Значительное место в технологии повышения износостойкости занимают ок-сидирование и фосфатирование. Оксидирование - это искусственное создание оксидной пленки. На стали формируется пористая пленка окиси железа Fe3O4 малой толщины (до 3 мкм), имеющая малую твердость и хорошее сцепление с основой. Она хорошо удерживает смазку, предотвращает заедание и, разрушаясь, образует тонкий абразив, способствующий приработке. Пленку получают разными путями: химическим, электрохимическим, термическим и термохимическим.Фосфатирование - формирование пленки из нерастворимых фосфорнокислых солей. Пленка формируется при температуре около 100С в среде раствора. Толщина пленки достигает 50 мкм (при этом размеры детали меняются слабо), она прочно сцеплена с основой, жаростойка (до 600 С), устойчива к воздействию кислот, содержащихся в смазке, имеет низкую твердость и высокую пористость. Пленка пропитывается маслом, содержащим твердосмазочные добавки, и хорошо защищает детали от задира.