Підвищення зносостійкості деталей поліграфічного обладнання шляхом модифікації їх поверхонь методом іонно-плазмового азотування
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(59).2018.135134Ключові слова:
азотування, іонне азотування, іоннно-плазмове азотування, азотування в тліючому розряді, азотування в геліконному розрядіАнотація
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.
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Ruslan Trishchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
