|
аналогично только что описанному образованию «первичного» слоя (рис. 4.186).
Карбиды, имеющиеся в субстрате, блокируют процесс роста, поэтому образование слоя, например, на карбидах железа и хрома происходит позднее, чем на остальной (свободной от карбидов в стали) металлической поверхности (рис. 4.187). С другой стороны, карбидообразующие элементы, находящиеся в стали, внедряются в наносимый карбидный слой (рис. 4.188) или образуют собственные области слоя со стороны субстрата (рис. 4.189), благодаря чему оказывают влияние на твердость нанесенного карбидного слоя или на твердость переходной зоны карбидный слой —субстрат. 4.9.4. Технология диффузионного осаждения карбидов
На рис. 4.190 представлена блок-схема процесса диффузионного осаждения карбидов металлов. Сведения о параметрах этого процесса приведены в разделе 4.9.3.
Температура реакции должна иметь такое минимальное значение, чтобы можно было реализовать термодинамические предпосылки для течения равновесной реакции в желаемом направлении. Более высокие температуры способствуют увеличению скорости реакции и диффузии. На рис. 4.191 показано влияние температуры реакции на рост слоя различных карбидов.
Верхнее значение температуры реакции имеет ограничение, связанное со стойкостью материала реторты. Кроме того, высокая температура оказывает неблагоприятное влияние на строение субстрата (образование крупного зерна, другие нежелательные изменения структуры и т. д.). 
Поскольку протекание реакций в твердой фазе зависит от времени, для образования карбидного слоя достаточной толщины необходима некоторая минимальная продолжительность реакции. На рис. 4.192 представлена зависимость толщины карбидного слоя от продолжительности реакции. При целесообразном выборе остальных параметров процесса необходимо добиться наименьшей длительности реакции, что уменьшит опасность нежелательных изменений в структуре субстрата и обеспечит экономическую эффективность процесса.
Уже было упомянуто об ускоряющем влиянии пониженного (по сравнению с нормальным) давления; надо отметить, что при пониженном давлении образуются достаточно мелкокристаллические слои карбидов (рис. 4.193).
Состав реакционного газа определяется условиями равновесия. Выбор состава имеет значение также с точки зрения соблюдения требуемого соотношения между скоростью реакции и скоростью диффузии. 
Соотношения, превышающие стехиометрические, повышают скорость реакции и при малом времени выдержки позволяют подавить диффузионные процессы в субстрате, т. е. приводят к усиленному образованию слоя за счет роста.
Ход процесса может быть иллюстрирован на примере осаждения карбида титана. На рис. 4.194 представлена схема этого процесса. В герметичную реакционную реторту с нагретой до температуры реакции деталью вводят в атмосфере водорода газообразные галогенид титана и углеродсодержащие соединения. Газообразный галогенид металла получается при испарении жидких галогенидов (как в данном примере) или путем реакции обмена металла или сплава с галогеноводородом. Полученный газообразный галогенид вводят в реакционное пространство в токе водорода. Водород и углеводороды используют в виде технически чистых газов. Их очищают от кислорода и остаточной влаги с помощью специальных поверхностно активных твердых веществ. Количество вводимых в реакционное пространство порций газов измеряют и регулируют с помощью высокочувствительных приборов (измерителей потока). Выходящие из реакционного пространства продукты реакции очищают в мокром газоочистителе от галогеноводородов и остатков галогенидов металлов. Водород сжигается в смеси с городским газом.
Установку пускают после введения в реакционное пространство подлежащих обработке деталей и после достаточной продувки 
газом, не содержащим кислород. Одновременно реакционное пространство нагревают до температуры обработки при постоянной подаче водорода. Начиная с 750° С для компенсации процессов частичного обезуглероживания субстрата вводят эквивалентное количество метана. При достижении температуры реакции в реакционном пространстве проводят испарение жидкого галогенида металла. Во время реакции поддерживается определенный расход газа. После истечения определенного времени реакции подача галогенида металла прекращается и обрабатываемые детали охлаждают до 750° С в смеси метана с водородом, а далее в чистом водороде до комнатной температуры. На рис. 4.195 схематически приведен график время —температура для этого процесса. Так же процесс происходит и при пониженном давлении, причем пониженное давление создается уже при комнатной температуре.
После диффузионного осаждения карбидов металлов может быть в принципе применена последующая термическая обработка  
| 
