Технология предназначена для упрочнения поверхности конструкционных
сталей и может быть использована для обработки взаимодействующих
поверхностей пар трения деталей машин и механизмов, работающих в
условиях больших динамических нагрузок, например, для повышения
контактной прочности зубчатых колес и износостойкости валов, втулок,
штоков.
Краткое описание и технико-экономические показатели
Сущность технологии состоит в том, что в едином технологическом
цикле с использованием оригинального плазмогенератора и электродугового
испарителя на поверхности детали из конструкционной стали формируется
трехслойная износостойкая композиция, состоящая из двухфазной зоны
внутреннего азотирования и зоны мелкодисперсного покрытия нитридов либо
карбонитридов металлов переходной группы, например, TiN.
Наличие двухфазного азотированного подслоя обеспечивает высокую
адгезию TiN покрытия с подложкой, формоустойчивость подложки в контакте
с контртелом в процессе трения, термостойкость. В результате
комплексной ионно-плазменной обработки поверхности деталей из
конструкционных сталей они приобретают повышенную износо- и
коррозионную стойкость.
Структура модифицированных слоев стали 40Х после вакуумной ионно-плазменной обработки
Эффективность применения предлагаемой технологии можно
проиллюстрировать на примере конструкционной стали 40Х (C - 0,40%; Cr -
1,0%; Mn - 0,5-0,8%; Si - 0,17-0,37%). На графиках приведены результаты
измерения микротвердости образца стали 40Х, подвергнутого
ионно-плазменной обработке по разработанной технологии, а также
результаты измерения износостойкости образцов стали 40Х, подвергнутых
различным видам обработки. Испытания на износ проводили на лабораторной
машине трения ИП-3 без смазки по схеме "ротор-плоский образец" при
контактной нагрузке 200 H и скорости скольжения 0,36 м/с. Критерием
износа являлась потеря веса исследуемого образца. Испытания показывают,
что модификация поверхности стальных образцов по разработанной
технологии позволяет увеличить их микротвердость в 3-4 раза, а
износостойкость - в 4-5 раз.
Профиль
микротвердости образца стали 40Х, подвергнутого ионному азотированию в
несамостоятельном дуговом разряде и ассистированному плазмой напылению
TiN покрытия.
Зависимость
износа поверхностных слоев стали 40Х от времени испытания в условиях
сухого трения после обработки различными способами: a - закалки, b - ионного азотирования, c - напыления TiN покрытия, d - комплексной обработки по разработанной технологии.
Основные отличия
В отличие от известных технологий вакуумной ионно-плазменной
модификации поверхности, предлагаемая технология позволяет создавать в
едином вакуумном технологическом цикле протяженные многослойные твердые
структуры на конструкционных сталях, обладающих повышенной
износостойкостью, что не достигается применением альтернативных
технологий.
Аналоги
Оборудование, на котором реализуются вакуумные ионно-плазменные
технологические процессы по модификации поверхности, выпускается,
например, фирмой "Balzers". На этом оборудовании, после его
соответствующей модернизации, могут быть реализованы и технологии,
аналогичные предлагаемой. Защищенность разработки
В настоящее время ведется патентование технологии и оборудования. Имеются "ноу-хау" на технологические процессы и элементы оборудования.
Уровень разработки
Закончены научно-исследовательские работы по предлагаемой технологии. Ведется изготовление пилотной установки для реализации в промышленности.
Предложения по сотрудничеству
Предлагаются следующие виды сотрудничества:
- продажа разработанного оборудования и технологии;
- совместное доведение разрабатываемой технологии и оборудования до промышленного уровня;
- организация совместного производства и продажи продукции, обрабатываемой по предлагаемой технологии.
Возможны и другие формы сотрудничества.
КОРРЕСПОНДЕНЦИЯ
Коваль Николай Николаевич
зав. лабораторией, доктор технических наук
тел.: (3822) 49-27-92
факс: (3822) 49-24-10
E-mail: koval@opee.hcei.tsc.ru
|