Диффузионная МеталИЗАЦИЯ, технологический процесс химико-термической обработки металлов, основанный на диффузионном насыщении поверхностных слоев изделий из металлов и сплавов легирующими металлами. Диффузионную металлизацию проводят, чтобы придать поверхности металлических деталей специальные физико-химические и механические свойства. При насыщении поверхности детали атомами металлов в процессе диффузионной металлизации происходит образование твердых растворов замещения, то есть атомы основного компонента замещаются в кристаллической решетке атомами легирующего элемента. Процесс диффузии по типу замещения идет гораздо медленнее, чем по механизму внедрения. Поэтому диффузионную металлизацию проводят при достаточно высоких температурах в течение длительного времени. Наиболее часто применяют насыщение поверхности алюминием (алитирование), хромом (диффузионное хромирование), титаном (титанирование), цинком (цинкование). Толщина диффузионного слоя, получаемого в результате диффузионной металлизации составляет от 10 мкм до 3 мм.
Диффузионное насыщение возможно из различных фаз: твердой, паровой, газовой, жидкой. Насыщение из твердой фазы тугоплавкими металлами (молибден, висмут, вольфрам, ниобий, уран) применяют для железа, никеля, кобальта, титана. Процесс протекает в герметизированном контейнере, в котором обрабатываемые детали засыпаются порошкообразным металлом, в вакууме или в нейтральной среде при 1000-1500 °C.
Насыщение из паровой фазы применяют для сплавов на основе железа, никеля, молибдена, титана такими элементами, которые имеют более высокую упругость паров, чем насыщаемый металл, например цинк, алюминий, хром, титан. Процесс происходит в герметичных контейнерах при разрежении около 10-1—10-4мм рт. ст., и 850-1600 °С. Насыщение из газовой фазы, состоящей из галогенидов диффундирующих металлов, производят при диффузионной металлизации различных металлов атомами аоюминия, хрома, марганца, молибдена, вольфрама, титана. Газовое насыщение осуществляется в муфельных печах или в печах специальной конструкции при 700-1000 °С.
Насыщение из жидкой фазы применяют при алитировании, хромировании, цинковании, меднении. Метод применяют в случае, когда температура плавления насыщающего металла значительно ниже температуры плавления стали. Процесс протекает в печах-ваннах, в которых расплав диффундирующего металла или его соли взаимодействуют с поверхностью обрабатываемых изделий при 800-1300 °С. Этот метод используется и для комплексной диффузионной металлизации (хромоалитирование, хромотитанирование, хромоникелирование). Диффузионная металлизация позволяет повысить жаростойкость сплавов (например, алитированная сталь имеет жаростойкость до 900 °С), абразивную износостойкость (например, хромирование стали увеличивает ее износостойкость), сопротивление термоудару, быстрой смене температур, коррозионную стойкость и кислотоупорность.