RU187937U1 - Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys - Google Patents
Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU187937U1 RU187937U1 RU2017137832U RU2017137832U RU187937U1 RU 187937 U1 RU187937 U1 RU 187937U1 RU 2017137832 U RU2017137832 U RU 2017137832U RU 2017137832 U RU2017137832 U RU 2017137832U RU 187937 U1 RU187937 U1 RU 187937U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- products
- workpiece
- structural
- ion
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 6
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области металлургии, в частности к созданию защитных и упрочняющих покрытий методами химико-термической обработки изделий из конструкционных и специальных сталей, и может быть использована в промышленном производстве при серийном изготовлении изделий на предприятиях автомобильной, авиационной, кораблестроительной и станкостроительной отраслей, при производстве сельскохозяйственных инструментов и агрегатов и т.д., а также для проведения комплексных лабораторных исследований.В заявляемом устройстве упрочнение поверхности обрабатываемого изделия осуществляется методом имплантации и термодиффузии ионов азота и углерода из плазмы, сгенерированной в системе двух типов электрических полей. Первое, высокочастотное электрическое поле (13,6 МГц), выступает как генератор высокоплотной плазмы, а второе, постоянное или импульсное униполярное электрическое поле, служит для создания электрического смещения на обрабатываемом изделии для фокусировки плазмы и ускорения ионов. Вакуумную камеру заполняют технологической газовой смесью в составе азота, аргона и углекислого газа до давления 20-50 Па.Технический результат - существенное расширение диапазона рабочих параметров технологических режимов, повышение степени контроля и, как следствие, возможности более широкого диапазона управления свойствами (глубина, твердость и т.д.) упрочняющих покрытий на изделиях из конструкционных и специальных сталей методом ионно-плазменного азотирования и карбонитрации за счет использования плазмы, сгенерированной в системе двух независимых типов электрических полей.The utility model relates to the field of metallurgy, in particular to the creation of protective and hardening coatings by the methods of chemical-thermal treatment of products from structural and special steels, and can be used in industrial production for serial production of products at enterprises in the automotive, aviation, shipbuilding and machine-tool industries, with the production of agricultural tools and assemblies, etc., as well as for conducting complex laboratory research. nenie surface of the workpiece is carried out by implantation and thermal diffusion of nitrogen ions and carbon from the plasma generated in the two types of electric fields. The first, high-frequency electric field (13.6 MHz), acts as a generator of high-density plasma, and the second, constant or pulsed unipolar electric field, serves to create electric displacement on the workpiece to focus the plasma and accelerate ions. The vacuum chamber is filled with a technological gas mixture of nitrogen, argon and carbon dioxide to a pressure of 20-50 Pa. The technical result is a significant expansion of the range of operating parameters of technological modes, an increase in the degree of control and, as a result, the possibility of a wider range of property management (depth, hardness etc.) hardening coatings on products from structural and special steels by the method of ion-plasma nitriding and carbonitration due to the use of plasma generated in the system Vuh independent types of electric fields.
Description
Полезная модель относится к области металлургии, и в частности к созданию защитных и упрочняющих покрытий изделий из конструкционных и специальных сталей методами химико-термической обработки, и может быть использована в промышленном производстве при серийном изготовлении изделий на предприятиях автомобильной, авиационной, кораблестроительной и станкостроительной отраслей, при производстве сельскохозяйственных инструментов и агрегатов и т.д., а также при проведении комплексных лабораторных исследований.The utility model relates to the field of metallurgy, and in particular to the creation of protective and hardening coatings of products from structural and special steels by methods of chemical-heat treatment, and can be used in industrial production for serial production of products at enterprises in the automotive, aviation, shipbuilding and machine-tool industries, in the production of agricultural tools and assemblies, etc., as well as in conducting complex laboratory research.
Известно достаточно большое количество устройств и способов, применяемых для ионно-плазменного упрочнения поверхности изделий из конструкционных и специальных сталей, а также различных сплавов. Однако подобные системы используют, как правило, один тип электрического поля: постоянное, или импульсное униполярное. В отдельных системах для управления плазмой используют магнитные поля, при этом использование постоянных магнитов приводит к необходимости создания дополнительных систем охлаждения магнитов, а использование электромагнитов приводит к дополнительным энергозатратам.A fairly large number of devices and methods are known that are used for ion-plasma hardening of the surface of products from structural and special steels, as well as various alloys. However, such systems use, as a rule, one type of electric field: constant, or pulsed unipolar. In individual systems, magnetic fields are used to control the plasma, while the use of permanent magnets necessitates the creation of additional magnet cooling systems, and the use of electromagnets leads to additional energy costs.
Известен способ азотирования в тлеющем разряде с питанием переменным током [Патент UA №112983 МПК С23С 8/36 (2006.01), С23С 8/48 (2006.01), опубл. 10.01.2017, Бюл. №1, 2017 г.], в котором деталь и корпус камеры или ее специальная оболочка, которые служат электродами, получают потенциал разной полярности, который отличается тем, что детали загрузки и корпус камеры или его специальная деталь, которые выполняют роль электродов, запитываются от источника переменного тока промышленной частоты или кратной ей, а напряжение изменяется в зависимости от параметров технологического режима модификации поверхности деталей.There is a method of nitriding in a glow discharge with AC power [Patent UA No. 112983 IPC C23C 8/36 (2006.01), C23C 8/48 (2006.01), publ. 01/10/2017, Bull. No. 1, 2017], in which the part and the camera body or its special shell, which serve as electrodes, receive a potential of different polarity, which differs in that the loading parts and the camera body or its special part, which act as electrodes, are powered from an alternating current source of industrial frequency or a multiple thereof, and the voltage varies depending on the parameters of the technological mode of surface modification of the parts.
Общим с заявляемым решением признаком является использование для азотирования тлеющего разряда. Так же общим является использование детали и стенок камеры в качестве электродов, на которые подается электрический потенциал.A common feature with the claimed solution is the use of a glow discharge for nitriding. It is also common to use parts and walls of the chamber as electrodes to which electric potential is applied.
Недостатком технического решения является использование единого переменного электрического поля промышленной частоты как для генерации плазмы, так и для создания электрического смещения на изделии, что существенно снижает возможности регулирования параметров режима обработки и, как следствие, вводит ограничение как по качеству получаемых покрытий, так и по типу обрабатываемых материалов и изделий.The disadvantage of the technical solution is the use of a single alternating electric field of industrial frequency both for plasma generation and for creating an electric displacement on the product, which significantly reduces the possibility of adjusting the processing mode parameters and, as a result, introduces a restriction both in the quality of the resulting coatings and in type processed materials and products.
В качестве прототипа выбрано устройство, на котором осуществлен способ поверхностного упрочнения стальных деталей ионно-плазменным азотированием в пульсирующем тлеющем разряде [Патент UA №19782 МПК (2006) С23С 8/06, опубл. 15.12.2006, Бюл. №12, 2006 г.]. В устройство включены: контейнер (камера) с вакуумной системой для откачки воздуха из контейнера; источник тока, при этом стенки контейнера соединены с положительным полюсом источника тока, обрабатываемая деталь соединена с отрицательным полюсом источника тока; система газоснабжения для продувки контейнера рабочим газом; система управления. Процесс реализуется следующим образом. Деталь помещают в контейнер, соединяют с отрицательным полюсом источника тока, соединяют стенки контейнера с положительным полюсом источника тока, откачивают воздух из контейнера до давления 133 Па с помощью вакуумной системы, продувают контейнер рабочим газом при давлении 1330 Па с помощью системы газоснабжения, откачивают рабочий газ из контейнера до давления 27-53 Па с помощью вакуумной системы, подают напряжение 1100-1400 В на деталь и стенки контейнера с помощью системы электрического питания и управления, возбуждают тлеющий разряд, осуществляют катодное распыление в течение 5-60 мин., при котором деталь нагревается до 250°С, снижают напряжение до рабочего с помощью системы электрического питания и управления, повышают давление рабочего газа до 20-250 Па с помощью системы газоснабжения, осуществляют диффузионное насыщение, охлаждают деталь до комнатной температуры в вакууме, вынимают деталь из контейнера, во время диффузионного насыщения подают импульсное напряжение 1000-1200 В с длительностью импульса 10-20 мс и величиной периода подачи импульсов 40 мс на деталь и стенки контейнера с помощью системы электрического питания и управления, при этом прекращают циклическую подачу рабочего газа в контейнер с периодом полуцикла 15…30 мин. и изменяют температуру циклов насыщения азотом и деазотации выше температуры эвтектического превращения.As a prototype, a device was selected on which a method of surface hardening of steel parts by ion-plasma nitriding in a pulsating glow discharge was implemented [Patent UA No. 1977 IPC (2006) С23С 8/06, publ. 12/15/2006, Bull. No. 12, 2006]. The device includes: a container (chamber) with a vacuum system for pumping air from the container; a current source, wherein the walls of the container are connected to the positive pole of the current source, the workpiece is connected to the negative pole of the current source; gas supply system for purging the container with working gas; control system. The process is implemented as follows. The part is placed in a container, connected to the negative pole of the current source, the walls of the container are connected to the positive pole of the current source, the air is pumped out of the container to a pressure of 133 Pa using a vacuum system, the container is blown with working gas at a pressure of 1330 Pa using a gas supply system, and the working gas is pumped out from a container to a pressure of 27-53 Pa using a vacuum system, a voltage of 1100-1400 V is applied to the part and the walls of the container using an electric power supply and control system, they emit a glow discharge, cathodic sputtering is performed for 5-60 minutes, at which the part is heated to 250 ° C, the voltage is reduced to the working one using the electric power supply and control system, the working gas pressure is increased to 20-250 Pa using the gas supply system, diffusion saturation is carried out, cool the part to room temperature in vacuum, remove the part from the container, during diffusion saturation, a pulse voltage of 1000-1200 V with a pulse duration of 10-20 ms and a pulse supply period of 40 ms is applied to the part and the walls of the container with using power supply and control systems, at the same time, the cyclic supply of working gas to the container is stopped with a half-cycle period of 15 ... 30 minutes. and change the temperature of the nitrogen saturation and deazotation cycles above the eutectic transformation temperature.
Недостатками технического решения являются пониженные возможности регулирования параметров режима обработки, отсюда снижение качества получаемых покрытий и ограниченный диапазон типов обрабатываемых материалов и изделий, поскольку используется единое импульсное поле для генерации плазмы и для создания электрического смещения на изделии.The disadvantages of the technical solution are the reduced ability to control the parameters of the processing mode, hence the decrease in the quality of the resulting coatings and the limited range of types of processed materials and products, since a single pulsed field is used to generate plasma and to create an electric displacement on the product.
Общими с заявляемым решением признаками являются наличие вакуумной камеры (контейнера), в которой создается предварительное разрежение, наличие источника тока, при этом стенки контейнера соединены с положительным полюсом источника тока, а обрабатываемая деталь соединена с отрицательным полюсом источника тока; система газоснабжения для продувки контейнера рабочим газом; система управления. На деталь и стенки контейнера с помощью системы электрического питания подают импульсное напряжение.Common with the solution proposed by the solution are the presence of a vacuum chamber (container) in which preliminary vacuum is created, the presence of a current source, while the walls of the container are connected to the positive pole of the current source, and the workpiece is connected to the negative pole of the current source; gas supply system for purging the container with working gas; control system. A pulsed voltage is applied to the part and the walls of the container using an electric power system.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества упрочняющих покрытий и расширение диапазона применимости способа за счет увеличения возможностей варьирования режимов обработки, повышения степени контроля.The technical result of the claimed utility model is to improve the quality of hardening coatings and expand the range of applicability of the method by increasing the possibilities of varying the processing modes, increasing the degree of control.
Устройство для ионно-плазменного упрочнения изделий из конструкционных и специальных сталей и сплавов включает: вакуумную камеру, в которой создается предварительное разрежение путем откачки воздуха до давления 5 Па; систему смешения и напуска рабочих газов (аргон, азот, углекислый газ) для заполнения вакуумной камеры технологической газовой смесью; систему генерации плазмы посредством возбуждением тлеющего разряда для обработки изделий в данной плазме (при этом для генерации высокоплотной плазмы используют высокочастотное электрическое поле 13,6 МГц); систему предварительного резистивного нагрева обрабатываемых изделий, размещенную в вакуумной камере и технологически совмещенную с держателем обрабатываемых изделий; систему фокусировки плазмы и ускорения ионов с использованием постоянного или импульсного униполярного электрического поля, создающую электрическое смещение на обрабатываемом изделии. Для проведения ионно-плазменной обработки изделий вакуумную камеру заполняют технологической газовой смесью.A device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys includes: a vacuum chamber in which preliminary rarefaction is created by pumping air to a pressure of 5 Pa; a system for mixing and inlet of working gases (argon, nitrogen, carbon dioxide) to fill the vacuum chamber with a technological gas mixture; a plasma generation system by exciting a glow discharge to process articles in a given plasma (in this case, a high-frequency electric field of 13.6 MHz is used to generate a high-density plasma); a system of preliminary resistive heating of processed products placed in a vacuum chamber and technologically combined with a holder of processed products; a plasma focusing system and ion acceleration using a constant or pulsed unipolar electric field, creating an electric displacement on the workpiece. To carry out ion-plasma treatment of products, the vacuum chamber is filled with a technological gas mixture.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются:Distinctive features of the claimed utility model are:
- высокочастотный (13,6 МГц) генератор электрического поля для генерации высокоплотной плазмы;- high-frequency (13.6 MHz) electric field generator for generating high-density plasma;
- источник постоянного или импульсного униполярного электрического поля для создания электрического смещения на обрабатываемом изделии;- a source of constant or pulsed unipolar electric field to create electric displacement on the workpiece;
- использование дополнительного резистивного нагревателя для предварительного нагрева обрабатываемого изделия.- the use of an additional resistive heater for preheating the workpiece.
Системы генерации плазмы, фокусировки плазмы и нагрева изделия являются независимыми, что позволяет варьировать параметры процесса в широком диапазоне.Systems for plasma generation, plasma focusing and product heating are independent, which allows varying the process parameters in a wide range.
На Фиг. приведена схема устройства для ионно-плазменного упрочнения изделий из конструкционных и специальных сталей и сплавов в плазме ВЧ-разряда со смещением на изделии, где: 1 - вакуумная камера, 2 - плоские электроды для возбуждения тлеющего ВЧ-разряда, 3 - обрабатываемые изделия, 4 - держатель изделий со встроенным резистивным нагревателем 5, генератор высокочастотного (13.6 МГц) электрического поля, источник постоянного поля.In FIG. A diagram of a device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys in an RF discharge plasma with an offset on the product is given, where: 1 - a vacuum chamber, 2 - flat electrodes for exciting a RF glow discharge, 3 - processed products, 4 - a product holder with an integrated
В заявляемом устройстве используют принцип упрочнения поверхности изделия методом имплантации и термодиффузии ионов азота и углерода из плазмы, сгенерированной в системе двух типов электрических полей. При этом первое, высокочастотное электрическое поле (13,6 МГц), выступает в роли основного генератора высокоплотной азотной или азот-углеродной плазмы, а второе, постоянное или импульсное униполярное электрическое поле, используется для создания электрического смещения на обрабатываемом изделии и служит для фокусировки плазмы.The inventive device uses the principle of hardening the surface of the product by implantation and thermal diffusion of nitrogen and carbon ions from plasma generated in a system of two types of electric fields. In this case, the first high-frequency electric field (13.6 MHz) acts as the main generator of high-density nitrogen or nitrogen-carbon plasma, and the second, constant or pulsed unipolar electric field, is used to create electric displacement on the workpiece and serves to focus the plasma .
Устройство для обработки изделий работает следующим образом. Обрабатываемое изделие 3 размещают в вакуумной камере 1 между двумя плоскими электродами 2, подключенными к системе генерации высокочастотного (13.6 МГц) электрического поля, при этом сама деталь и стенки камеры, или ее специальные экраны, подключены к источнику питания постоянного (или импульсного униполярного) электрического поля. Держатель изделия (изделий) дополнительно оборудован резистивным нагревателем. Далее из камеры откачивается воздух с помощью вакуумной системы до давления 5Па и в камеру с помощью системы напуска подается смесь технологических газов, состоящих из азота, аргона и углекислого газа, составленная в заданных пропорциях, до давления 20-50 Па. При необходимости изделие нагревают в среде рабочих газов с помощью резистивного нагревателя. Между плоскими электродами зажигается тлеющий ВЧ-разряд, а на изделие подается постоянное либо импульсное униполярное электрическое смещение для фокусировки плазмы и имплантации ионов. После обработки деталь остывает до комнатной температуры и извлекается из вакуумной камеры.A device for processing products operates as follows. The
В известных аналогах нагрев обрабатываемого изделия происходит за счет бомбардировки самими ионами, так как для поддержания тлеющего разряда на постоянном поле нужно высокое напряжение порядка тысяч вольт. При этом ионы, ускоряясь в поле, приобретают большую кинетическую энергию. При попадании таких высокоскоростных ионов на обрабатываемое изделие их кинетическая энергия преобразуется в тепловую, что приводит к нагреванию изделия, однако, как следствие, к частичному разрушению и распылению поверхности. В заявляемом нами устройстве возможна реализация режима на низких ускоряющих напряжениях, при этом разрушение поверхности уменьшается, однако для эффективного насыщения поверхности азотом и углеродом изделие возможно дополнительно нагревать с использованием резистивного нагревателя. Кроме того, при обработке изделий из магнитных материалов их категорически нельзя греть, таким образом режим обработки при низких ускоряющих напряжениях является для них единственно возможным.In well-known analogs, the workpiece is heated by bombardment by the ions themselves, since a high voltage of the order of thousands of volts is needed to maintain a glow discharge in a constant field. In this case, ions, accelerating in the field, acquire a large kinetic energy. When such high-speed ions get on the workpiece, their kinetic energy is converted into heat, which leads to heating of the product, however, as a result, to partial destruction and spraying of the surface. In the inventive device, it is possible to implement the mode at low accelerating voltages, while the destruction of the surface is reduced, however, to effectively saturate the surface with nitrogen and carbon, the product can be additionally heated using a resistive heater. In addition, when processing products from magnetic materials, they can’t be categorically heated, so the treatment mode at low accelerating voltages is the only possible one for them.
Использование двух типов электрических полей (ВЧ-поля для генерации высокоплотной плазмы и постоянного, либо импульсного униполярного, поля для фокусировки плазмы позволяет существенно расширить диапазон рабочих параметров технологических режимов упрочнения поверхности изделий из конструкционных и специальных сталей методом ионно-плазменного азотирования и карбонитрации.The use of two types of electric fields (HF fields for the generation of high-density plasma and a constant or pulsed unipolar plasma focusing field allows us to significantly expand the range of operating parameters of the technological parameters of surface hardening of products from structural and special steels by ion-plasma nitriding and carbonitration.
Фокусировка плазмы и ускорение имплантируемых ионов азота и углерода осуществляется с помощью электрического смещения, подаваемого на обрабатываемое изделие с использованием источника постоянного либо импульсного униполярного электрического поля. После проведения обработки изделие остужают до комнатной температуры в среде рабочих газов для предотвращения окисления поверхности и извлекают из вакуумной камеры.Plasma focusing and acceleration of implantable nitrogen and carbon ions is carried out using electric bias supplied to the workpiece using a constant or pulsed unipolar electric field. After processing, the product is cooled to room temperature in an environment of working gases to prevent oxidation of the surface and removed from the vacuum chamber.
Использование этого устройства позволяет варьировать параметры режима обработки в широком диапазоне, что обусловливает получать покрытия в широком диапазоне параметров и свойств (глубина, твердость и т.д.) и расширить диапазон типов обрабатываемых изделий и материалов.The use of this device allows you to vary the parameters of the processing mode in a wide range, which makes it possible to obtain coatings in a wide range of parameters and properties (depth, hardness, etc.) and expand the range of types of processed products and materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137832U RU187937U1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137832U RU187937U1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187937U1 true RU187937U1 (en) | 2019-03-25 |
Family
ID=65858960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137832U RU187937U1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187937U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3761370A (en) * | 1970-09-21 | 1973-09-25 | K Keller | Method of hardening the surface of workpieces made of iron and steel |
| UA19782U (en) * | 2006-09-19 | 2006-12-15 | Nat Academy Defense Ukraine | Method for the surface strengthening steel articles by ion-plasma nitration in pulsing glow discharge |
| RU2324001C1 (en) * | 2006-07-06 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Method of thearmal treatment and chemical-thearmal method of steel products processing in vacuum |
| CN106399930A (en) * | 2016-09-28 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | Integrated composite treatment method for in-situ PVD film coating after alloy steel surface nitriding |
| RU2614482C2 (en) * | 2013-02-18 | 2017-03-28 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Device and method of sheet nitriding from regular grain oriented steel |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137832U patent/RU187937U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3761370A (en) * | 1970-09-21 | 1973-09-25 | K Keller | Method of hardening the surface of workpieces made of iron and steel |
| RU2324001C1 (en) * | 2006-07-06 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Method of thearmal treatment and chemical-thearmal method of steel products processing in vacuum |
| UA19782U (en) * | 2006-09-19 | 2006-12-15 | Nat Academy Defense Ukraine | Method for the surface strengthening steel articles by ion-plasma nitration in pulsing glow discharge |
| RU2614482C2 (en) * | 2013-02-18 | 2017-03-28 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Device and method of sheet nitriding from regular grain oriented steel |
| CN106399930A (en) * | 2016-09-28 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | Integrated composite treatment method for in-situ PVD film coating after alloy steel surface nitriding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5015493A (en) | Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge | |
| US4764394A (en) | Method and apparatus for plasma source ion implantation | |
| RU2413033C2 (en) | Procedure for plasma nitriding item out of steel or non-ferrous alloy | |
| CN112210747A (en) | Arc discharge ion nitriding technology and nitriding furnace | |
| RU187937U1 (en) | Device for ion-plasma hardening of products from structural and special steels and alloys | |
| RU2682986C1 (en) | Steel product strengthening method by ion-plasma carbonitriding | |
| RU2686975C1 (en) | Method of ion-plasma nitriding of articles from titanium or titanium alloy | |
| JP2000054125A (en) | Surface treating method and device therefor | |
| RU2418095C2 (en) | Procedure for vacuum ion-plasma nitriding items out of steel | |
| CN101413106B (en) | Surface modification method for GCr15 plunger matching parts by injecting nitrogen and carbon plasma ions | |
| RU2590439C1 (en) | Method of nitriding items out of steel in plasma of glow discharge | |
| RU2562185C1 (en) | Modification method of surface of items from titanium alloys in vacuum | |
| RU2409700C1 (en) | Procedure of nitriding in plasma of glow discharge | |
| RU2654161C1 (en) | Method or local ionic nitriding of steel articles in glow discharge with magnetic field | |
| CN108411246A (en) | Improve the ancillary equipment and method of low-alloy structural steel surface ion nitriding efficiency | |
| RU2413784C1 (en) | Procedure for steel nitriding | |
| CN102134696A (en) | Cr4Mo4V steel bearing carbon-nitrogen plasma radical ion carburizing method by means of warming | |
| RU2711067C1 (en) | Method of ion nitriding in crossed electric and magnetic fields | |
| RU2611003C1 (en) | Method of ion nitration of titanium alloys | |
| CN208632625U (en) | Improve the ancillary equipment of low-alloy structural steel surface ion nitriding efficiency | |
| UA19782U (en) | Method for the surface strengthening steel articles by ion-plasma nitration in pulsing glow discharge | |
| Perry et al. | An overview of some advanced surface technology in Russia | |
| RU2275433C1 (en) | Part surface hardening method | |
| RU2532779C1 (en) | Method and device for accelerated nitration of machined parts by electromagnetic field pulses | |
| Denisov et al. | Pulsed non-self-sustained glow discharge with a large-area hollow cathode for nitriding of iron-based alloys |