Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

 
 
2
. Одним из наиболее эффективных и наиболее применяемых в про-
мышленности методов повышения надежности и долговечности ответствен-
ных деталей машин, 
инструмента
и технологической оснастки является 
хи-
мико-термическая обработка
. 
Химико-термическая обработка (ХТО) заключается в сочетании терми-
ческого и химического воздействия с целью изменения состава, структуры и 
свойств поверхностного слоя, которое позволяет существенно повысить 
стойкость инструментов в эксплуатации.
При химико-термической обработке инструментов происходит поверх-
ностное насыщение поверхностных слоев сплава (например, стали) тем или 
иным элементом или комплексом элементов (углеродом, азотом, кремнием, 
бором и т.д.) путем их диффузии в атомарном состоянии из внешней газовой, 
твердой или жидкой среды при повышенных температурах. 
В результате образуются насыщенные твердые растворы и износостой-
кие химические соединения диффундируемого элемента с основным компо-
нентом сплава. 
Применение химико-термической обработки обеспечивает формирова-
ние иного по сравнению с исходным состоянием материала у контактной по-
верхности, обеспечивающего существенное повышение работоспособности 
инструмента в условиях высоких давлений и температур. 
Толщина образующегося в результате химико-термической обработки 
диффузионного слоя, его фазовый состав и свойства (твердость, износостой-
кость и т.д.) определяют степень повышения стойкости инструментов в экс-
плуатации.
Из различных видов химико-термической обработки в инструменталь-
ном производстве на специализированных инструментальных заводах наибо-
лее легко внедряются процессы химико-термической обработки, протекаю-
щие в условиях нагрева в обычных камерных печах с окислительной атмо-
сферой без использования специального оборудования и устройств.

---

14 
14 
При этом целесообразно применение диффузионноактивных сред, ко-
торые могут быть нанесены на рабочие поверхности деталей тонким слоем, 
обеспечивая наряду с химико-термической обработкой и защиту поверхност-
ных слоев от окисления и обезуглероживания. В большинстве случаев хими-
ко-термическая обработка инструментов проводится после их шлифования и 
заточки, но иногда совмещается с закалкой. 
Широко известными и применяемыми методами ХТО инструменталь-
ных сталей являются 
цианирование 
(насыщение поверхностного слоя азотом 
и углеродом в жидкой среде), 
азотирование
(насыщение поверхностного 
слоя азотом), 
борирование
(насыщение бором), 
нитроцементация
(совмест-
ное насыщение азотом и углеродом в газообразных средах), 
сульфоцианиро-
вание
(насыщение серой, углеродом и азотом). 
Методы ХТО позволяют получать покрытия толщиной 10 мкм…1 мм, 
что дает возможность увеличить стойкость различных типов инструментов 
из быстрорежущих и углеродистых сталей в 1,5…2 раза.