Підвищення зносостійкості деталей поліграфічного обладнання шляхом модифікації їх поверхонь методом іонно-плазмового азотування

Автор(и)

  • Руслан Любомирович Тріщук Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського), Україна https://orcid.org/0000-0002-6286-8345

DOI:

https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(59).2018.135134

Ключові слова:

азотування, іонне азотування, іоннно-плазмове азотування, азотування в тліючому розряді, азотування в геліконному розряді

Анотація

Для створення якісного обладнання в поліграфічному виробництві насамперед потрібно використовувати деталі й агрегати з підвищеною міцністю, надійністю та довговічністю.

Нині існує значна кількість різноманітних методів хіміко-термічної обробки матеріалів, в яких поверхню металевих деталей піддають насиченню іншими елементами з використанням дифузійного проникнення.

У статті подано аналітичний огляд способів зміцнення металевих поверхонь деталей методом хіміко-термічної обробки азотуванням. Чільне місце відведено аналізу методів іонно-плазмового азотування, до яких відносяться іонне азотування в тліючому розряді та іонне азотування в високочастотному геліконному розряді.

Для азотування сталевих деталей у тліючому розряді застосовують методи, які дозволяють не тільки скоротити процес у часі, а й отримувати високий клас чистоти поверхні, що не потребує її подальшої обробки, а також вдаються до економічних та безпечних методів, які позбавляють від потреби використання аміаку. Дедалі більше застосовують альтернативні іонно-плазмові технології з використанням багатокомпонентних газових середовищ, що не містять аміаку. Експериментальні дані про ці процеси ще не повністю вивчено, їх результати не систематизовано, тому є дуже мало відомостей про структуру, фазовий склад і властивості поверхневих шарів сталевих деталей, що піддавалися азотуванню згідно з цими методиками.

Сьогодні недостатньо дослідженим, але перспективним є метод іонного азотування в безводневому середовищі з використанням високочастотного геліконного джерела плазми. У цьому напрямі нами проводяться дослідження на базі Інституту металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, де була створена спеціалізована технологічна установка для прецизійного іонно-плазмового формування вуглецевих нанотрубок в єдиному вакуумно-технологічному циклі, яка була переналаштована під процес азотування деталей поліграфічного обладнання.

Попередні результати досліджень на циліндричних деталях поліграфічного обладнання показали, що середня тривалість повного технологічного процесу іонного азотування у високочастотному геліконному розряді зразка з конструкційної сталі скоротилась у 10 разів порівняно з іонним азотуванням в тліючому розряді з аналогічними результатами збільшення мікротвердості поверхневого шару на певну глибину.

Аналіз сучасних способів хіміко-термічної обробки азотуванням показує перспективність дослідження та застосування методу іонного азотування у високочастотному геліконному розряді в безводневих середовищах для зміцнення сталевих поверхонь деталей поліграфічного обладнання з огляду на його переваги над іншими методами.

Біографія автора

Руслан Любомирович Тріщук, Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського)

аспірант, кафедра технології поліграфічного виробництва

Посилання

Balter, M. A. (1978). Uprochnenie detaley mashin. Moscow: Mashinostroenie, 184 p. [in Russian].

Arzamasov, B. N. & Bratukhin, A. G. & Eliseev, Yu. S. & Panayoti, T. A. (1999). Ionnaya khimiko-termicheskaya obrabotka splavov v gazovykh sredakh. Moscow: Izd. MGTU im. N. E. Bauman, 400 p. [in Russian].

Gerasimov, S. A. & Zhikharev, A. V. & Berezina, E. V. & Zubarev, G. I. & Pryanishnikov, V. A. (2004). Novye idei o mekhanizme obrazovaniya struktury azotirovannykh staley. Journal of Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov, 1, 13–18 [in Russian].

Gerasimov, S. A. & Zhikharev, A. V. & Golikov, V. A. & other (2000). Vliyanie predvaritel’noy termicheskoy obrabotki na strukturu i svoystva azotirovannykh staley. Journal of Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov, 6, 24–25 [in Russian].

Gavrilova, A. V. & Gerasimov, S. A. & Kosolapov, G. F. & Tyapkin, Yu. D. (1974). Issledovanie struktury azotirovannykh staley. Journal of Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov, 3, 14–17 [in Russian].

Lakhtin, Yu. M. & other (1991). Teoriya i tekhnologiya azotirovaniya. Moscow: Metallurgiya, 320 p. [in Russian].

Fetisov, G. P. & Garifullin, F. A. (2014). Materialovedenie i tekhnologiya materialov. Moscow: Infra-M, 397 p. [in Russian].

Lakhtin, Yu. M. & Kogan, Ya. D. (1982). Struktura i prochnost azotirovannykh splavov. Moscow: Metallurgiya, 192 p. [in Russian].

Panayoti, T. A. (2003). Sozdanie maksimal’noy nasyshchayushchey sposobnosti gazovoy sredy pri ionnom azotirovanii splavov. Journal of Fizika i khimiya obrabotki materialov, 4, 70–78 [in Russian].

Babad-Zakhryapin, A. A. & Kuznetsov, G. D. (1982). Radiatsionno-stimuliruemaya khimiko-termicheskaya obrabotka. Moscow: Energoizdat, 182 p. [in Russian].

Kaplun, V. G. & Kaplun, P. V. (2015). Ionnoe azotirovanie v bezvodorodnykh sredakh. Khmel’nitskiy: KhNU, 318 p. [in Russian].

Belyy, A. V. & other (2000). Vliyanie plotnosti ionnogo toka na strukturnye parametry i svoystva poverkhnostnykh sloev khromosoderzhashchikh splavov zheleza, modifitsirovannykh ionami azota. Journal of Fizika i khimiya obrabotki materialov, 4, 11–17 [in Russian].

Wei, R. & other (1996). A comparative study of beam ion implantation and nitriding of AISI 304 stainless steel. Journal of Surf. Coat. Technol., V. 83, 235–242 [in English].

Lakhtin, Yu. M. & Kogan, Ya. D. (1974). Azotirovanie v tleyushchem razryade. Journal of Tekhnologiya i mekhanizatsiya termicheskoy obrabotki metallov. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].

Butenko, O. I. & Golovchiner, Ya. M. & Skotnikov, S. A. (1972). Formirovanie diffuzionnogo sloya pri ionnom azotirovanii. Journal of Progressivnye metody termicheskoy i khimiko-termicheskoy obrabotki. Moscow: Mashinostroenie, 122–128 [in Russian].

Lakhtin, Yu. M. & Kogan, Ya. D. & Shaposhnikov, V. N. (1976). Optimizatsiya gazodinamicheskikh i energeticheskikh parametrov ionnogo azotirovaniya. Journal of Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov, 6, 2–6 [in Russian].

Lakhtin, Yu. M. & Kogan, Ya. D. (1976). Azotirovanie stali. Moscow: Mashinostroenie, 256 p. [in Russian].

Rudenko, E. M. & Korotash, I. V. & Semeniuk, V. F. & Shamrai, K. P. (2009). Ustanovka dlia pretsyziinoho ionno-plazmovoho formuvannia vuhletsevykh nanotrubok. Journal of Nauka ta innovatsii, V. 5, 5, 5–8 [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-04-02

Як цитувати

Тріщук, Р. Л. (2018). Підвищення зносостійкості деталей поліграфічного обладнання шляхом модифікації їх поверхонь методом іонно-плазмового азотування. Технологія і техніка друкарства, (1(59), 48–59. https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(59).2018.135134

Номер

Розділ

Технологічні процеси