Силіціювання

Силіціювання (англ. siliconizing) — вид хіміко-термічної обробки, що полягає у високотемпературному (950…1100 °C) дифузійному насиченні кремнієм поверхневого шару металу або сплаву.

Застосування

Силіціювання застосовується переважно як засіб захисту тугоплавких металів (W, Mo, Ta, Ti та ін.) від окиснення, а також як засіб підвищення зносостійкості, жаротривкості та корозійної стійкості сталей. Стійкість до окиснення обумовлюється утворенням при силіціюванні щільних дифузійних «самозаліковуваних» силіцидних покриттів (WSi₂, MoSi₂ та ін.) При силіціюванні заліза і сталі у поверхневих шарах утворюється α-фаза (твердий розчин Si в α-залізі), а інколи дифузійний шар складається з двох фаз: на поверхні — з впорядкованої ά-фази (Fe₃Si) а глибше глибше — з α-фази. Силіціювання надає сталі високої корозійної стійкості в морській воді, в азотній, сірчаній та соляній кислотах і дещо збільшує жаротривкість (до 800…1000 °C) та стійкість проти зносу (не зважаючи на низьку твердість 200…300 HV, силіційований шар набуває високої зносостійкості після просочування мастилом за температур 170…200 °C).

Силіціюванню піддають деталі, що використовуються в обладнанні хімічної, паперової і нафтової промисловості (валики насосів, трубопроводи, арматура, гайки, болти і т. д.).

Способи силіціювання

Силіціювання здійснюють в порошкових сумішах, газовому середовищі і рідких середовищах як електролізним, так і безелектролізним методом.

Порошкове силіціювання

Силіціювання в порошках (англ. powder siliconizing) — силіціювання, при якому насичення кремнієм поверхневих шарів металу або сплаву відбувається з порошку, у який входять кремнійовмісні речовини (Si, Fe-Si, SiC тощо), а також, 80-90 % «інертних» добавок: Al₂О₃, MgO, подрібненого шамоту та ін. Активатором служать галогеніди (0,5…5,0 %): NH₄Cl, NH₄J, NH₄F, NaF, KF та ін. Тугоплавкі метали, що легко окиснюються часто піддають силіціюванню у вакуумі із засипанням Si-порошком при температурі 1200°С. При вакуумному силіціюванні сталевих виробів їх засипають сумішшю кремнієвих і алюмінієвих порошків із співвідношенням 1:1 (за об'ємом) для уникнення оплавлення поверхневих шарів.

Газове силіціювання

Газове силіціювання (англ. gas siliconizing) — силіціювання, при якому поверхневі шари насичуються з газового середовища, котре містить Si. Для газового силіціювання сталі компонентами суміші служать Fe-Si і 12 % NH₄Cl; часто використовують також SiO₄ и SiH₄.

Рідинне силіціювання

Рідинне силіціювання (англ. fluid siliconizing) — силіціювання з електролізом чи без нього у розплавах силікатів лужних металів при 900…1100 °C. При електролізному силіціюванні до розплавів силікатів лужних металів часто додають хлориди і фториди лужних і лужноземельних металів (для підвищення плинності силікатів), а при безелектролізному силіціюванні — кристалічні Si, Fe-Si, SiC та інші активні відновники.

Див. також

• Фосфатування
• Воронування
• Азотування

Джерела

• Хільчевський В. В. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів: Навчальний посібник.  К.: Либідь, 2002. — 328с. ISBN 966-06-0247-2
• Химико-термическая обработка металлов. / Ю. М. Лахтин, Б. Н. Арзамасов. — М.: Металлургия, 1985. — 256 с.
• Лахтин Ю. М. Основы металловедения. — М.: Металлургия, 1988. — 320с.

Посилання

• Силіціювання // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 178. — ISBN 978-966-7407-83-4.