RU2409700C1 - Procedure of nitriding in plasma of glow discharge - Google Patents
Procedure of nitriding in plasma of glow discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2409700C1 RU2409700C1 RU2009125030/02A RU2009125030A RU2409700C1 RU 2409700 C1 RU2409700 C1 RU 2409700C1 RU 2009125030/02 A RU2009125030/02 A RU 2009125030/02A RU 2009125030 A RU2009125030 A RU 2009125030A RU 2409700 C1 RU2409700 C1 RU 2409700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- nitriding
- glow discharge
- nitride
- procedure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к плазменной химико-термической обработке поверхности деталей и может быть использовано в машиностроении для повышения надежности и долговечности широкого ассортимента деталей машин и инструмента, а также позволяет интенсифицировать процесс азотирования.The invention relates to plasma chemical-thermal treatment of the surface of parts and can be used in mechanical engineering to increase the reliability and durability of a wide range of machine parts and tools, and also allows to intensify the nitriding process.
Известен способ нанесения износостойкого покрытия на поверхности изделий из стали, в частности на детали машин, включающий ионно-плазменное азотирование в среде реактивного газа - азота, очистку поверхности детали и нанесение нитрида титана из плазменной фазы (RU 2013463 С1, 30.05.94). Способ позволяет создать переходную область между покрытием и материалом самого изделия.A known method of applying a wear-resistant coating on the surface of steel products, in particular on machine parts, including ion-plasma nitriding in a reactive gas-nitrogen medium, cleaning the surface of the part and applying titanium nitride from the plasma phase (RU 2013463 C1, 05/30/94). The method allows you to create a transition region between the coating and the material of the product itself.
Недостатками аналога являются сложность оборудования и технологии, а также необходимость проектирования специального оборудования для перемещения изделий. Перемещение изделий дополнительно усложняет и увеличивает длительность всей работы.The disadvantages of the analogue are the complexity of equipment and technology, as well as the need to design special equipment for moving products. Moving products further complicates and increases the duration of the entire work.
Известен способ получения азотированных ферросплавов, содержащих компоненты, обладающие большим сродством к азоту, при котором расплавленные исходные материалы выдерживают в атмосфере азота или других азотосодержащих газов. Содержащийся в газовой фазе азот растворяется в металлическом расплаве, а при затвердевании расплава выделяется в виде дисперсной нитридной фазы, распределенной в металлической матрице (см. Гасик М.И. и др. Теория и технология производства ферросплавов. - М.: Металлургия, 1988. - С.382-384).A known method of producing nitrided ferroalloys containing components having a high affinity for nitrogen, in which the molten starting materials are kept in an atmosphere of nitrogen or other nitrogen-containing gases. The nitrogen contained in the gas phase dissolves in the metal melt, and when the melt solidifies, it is released in the form of a dispersed nitride phase distributed in a metal matrix (see Gasik M.I. et al. Theory and production technology of ferroalloys. - M .: Metallurgy, 1988. - S. 382-384).
Недостатком известного способа является необходимость длительной (несколько часов) выдержки ферросплава в жидком состоянии в атмосфере азотосодержащего газа, что требует большого расхода энергии на поддержание температуры расплава, а также низкое (1…2%) содержание азота в сплаве, обусловленное малой растворимостью азота в сплавах при высокой температуре азотирования компонентов.The disadvantage of this method is the need for a long (several hours) exposure of the ferroalloy in a liquid state in an atmosphere of nitrogen-containing gas, which requires a large energy expenditure to maintain the temperature of the melt, as well as a low (1 ... 2%) nitrogen content in the alloy, due to the low solubility of nitrogen in the alloys at high temperature nitriding components.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ (Патент РФ №2276201, кл. С23С 8/36 10.05.2008) азотирования изделий в тлеющем разряде с эффектом полого катода, включающий азотирование в тлеющем разряде, для осуществления которого проводят вакуумный нагрев изделий в плазме азота повышенной плотности, формируемой между деталью и экраном за счет создания эффекта полого катода.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed one is the method (RF Patent No. 2276201,
Недостатком прототипа является распыление и внедрение в азотируемый слой материала сетки полого катода, что снижает твердость получаемого покрытия.The disadvantage of the prototype is the spraying and introduction into the nitrided layer of the material of the hollow cathode mesh, which reduces the hardness of the resulting coating.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является интенсификация процесса азотирования, повышение контактной долговечности и износостойкости упрочненного слоя.The task to which the invention is directed is the intensification of the nitriding process, increasing contact durability and wear resistance of the hardened layer.
Задача решается за счет использования способа обработки стальных изделий, включающего азотирование в тлеющем разряде и закалку, для осуществления которого проводят вакуумный нагрев изделий в плазме азота повышенной плотности, и в отличие от прототипа плазму азота повышенной плотности формируют в кольцевой области вращения электронов, захваченных магнитным полем, силовые линии которого параллельны обрабатываемой поверхности, при этом электронное облако максимально локализовано у детали-катода.The problem is solved by using a method of processing steel products, including nitriding in a glow discharge and hardening, for the implementation of which vacuum heating of products in a high-density nitrogen plasma is carried out, and unlike the prototype, a high-density nitrogen plasma is formed in the annular region of rotation of electrons captured by a magnetic field , the lines of force of which are parallel to the surface being processed, while the electron cloud is maximally localized at the cathode part.
Существо изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1, 2 изображена схема реализации способа вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали. Схема содержит источник питания 1, катод-деталь 2, магнит 3, анод 4, корпус вакуумной камеры 5, электронное облако 6, силовые линии магнитного поля 7, обрабатываемые заготовки 8.Figure 1, 2 shows a diagram of the implementation of the method of vacuum ion-plasma nitriding of steel products. The circuit contains a
Пример конкретной реализации способа.An example of a specific implementation of the method.
В вакуумной камере устанавливают обрабатываемые детали по кольцевой траектории, например наконечники резцов из инструментальной стали Р6М5. Затем в камере создают рабочее давление, равное 100 Па, необходимое для зажигания тлеющего разряда. В камеру подают смесь газов (N2 50%-80%, Ar 25%-10%, С2Н2 25%-10%) и прогревают детали до температуры 500÷540°С, при этом происходит азотирование в течение 3-5 часов, после чего деталь дополнительно нагревают до 900-1000°С, выдерживают 15-20 минут и резко охлаждают в потоке гелия со скоростью, превышающей критическую скорость закалки.In the vacuum chamber, workpieces are installed along an annular path, for example, tips of cutters from tool steel P6M5. Then, a working pressure equal to 100 Pa is created in the chamber, which is necessary for ignition of a glow discharge. A mixture of gases (N 2 50% -80%, Ar 25% -10%, C 2 H 2 25% -10%) is fed into the chamber and the parts are heated to a temperature of 500 ÷ 540 ° C, while nitriding occurs for 3- 5 hours, after which the part is additionally heated to 900-1000 ° C, held for 15-20 minutes and sharply cooled in a helium stream at a speed exceeding the critical quenching rate.
Температура Кюри для материала магнита составляет порядка 300-350°С. Так как магнит находится внутри рабочей камеры, а температура азотирования составляет 500÷540°С, то магнит необходимо охлаждать. Для этого в полости магнита, указанной на чертеже, циркулирует вода.The Curie temperature for the magnet material is about 300-350 ° C. Since the magnet is located inside the working chamber, and the nitriding temperature is 500 ÷ 540 ° C, the magnet must be cooled. For this, water circulates in the magnet cavity indicated in the drawing.
Все процессы проходят в одной камере и в одной атмосфере, что позволяет максимально снизить вспомогательное время, затрачиваемое на подготовительные операции, которые связаны с использованием разного оборудования и оснастки.All processes take place in one chamber and in one atmosphere, which allows to minimize the auxiliary time spent on preparatory operations, which are associated with the use of different equipment and equipment.
Необходимо отметить следующие преимущества заявленного способа: высокая технологичность процесса, экологическая чистота процесса за счет отсутствия вредных производственных выбросов в атмосферу, простота схемы обработки, не требующая проектирования специальных приспособлений и сравнительно невысокая стоимость оборудования.It should be noted the following advantages of the claimed method: high processability, environmental friendliness of the process due to the absence of harmful industrial emissions into the atmosphere, simplicity of the processing scheme, which does not require the design of special devices and the relatively low cost of equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125030/02A RU2409700C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Procedure of nitriding in plasma of glow discharge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125030/02A RU2409700C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Procedure of nitriding in plasma of glow discharge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2409700C1 true RU2409700C1 (en) | 2011-01-20 |
Family
ID=46307688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009125030/02A RU2409700C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Procedure of nitriding in plasma of glow discharge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2409700C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2590439C1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of nitriding items out of steel in plasma of glow discharge |
RU2599950C1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-10-20 | Владимир Николаевич Климов | Method for ion-plasma nitriding of parts from tool steel |
CN107723655A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-23 | 宁国市正兴耐磨材料有限公司 | A kind of Technology for Heating Processing of low chromium wear-resistant ball |
RU2654161C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-05-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method or local ionic nitriding of steel articles in glow discharge with magnetic field |
RU2777830C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Компания Сивик" | Method for producing threaded segments of a prefabricated quick-detachable nut of a threaded connection of a device for balancing automobile wheels |
-
2009
- 2009-06-30 RU RU2009125030/02A patent/RU2409700C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2590439C1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of nitriding items out of steel in plasma of glow discharge |
RU2599950C1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-10-20 | Владимир Николаевич Климов | Method for ion-plasma nitriding of parts from tool steel |
RU2654161C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-05-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method or local ionic nitriding of steel articles in glow discharge with magnetic field |
CN107723655A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-23 | 宁国市正兴耐磨材料有限公司 | A kind of Technology for Heating Processing of low chromium wear-resistant ball |
CN107723655B (en) * | 2017-10-23 | 2019-06-18 | 宁国市正兴耐磨材料有限公司 | A kind of heat treatment process of low chromium wear-resistant ball |
RU2777830C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Компания Сивик" | Method for producing threaded segments of a prefabricated quick-detachable nut of a threaded connection of a device for balancing automobile wheels |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2409700C1 (en) | Procedure of nitriding in plasma of glow discharge | |
RU2418096C2 (en) | Procedure for creation of macro non-uniform structure of material at nitriding | |
RU2418095C2 (en) | Procedure for vacuum ion-plasma nitriding items out of steel | |
Yu et al. | Surface finishing of die and tool steels via plasma-based electron beam irradiation | |
JP2002371351A (en) | Film forming apparatus | |
CN101413106B (en) | Surface modification method for GCr15 plunger matching parts by injecting nitrogen and carbon plasma ions | |
GB2261227A (en) | Surface treatment of metals at low pressure | |
RU2562185C1 (en) | Modification method of surface of items from titanium alloys in vacuum | |
Roliński et al. | Controlling plasma nitriding of ferrous alloys | |
RU2654161C1 (en) | Method or local ionic nitriding of steel articles in glow discharge with magnetic field | |
RU2534907C1 (en) | Procedure for local treatment of material at nitriding in glow discharge | |
RU2633867C1 (en) | Method for low-temperature ion nitriding of titanium alloys | |
RU2409699C1 (en) | Procedure for forming non-uniform structure of material at nitriding in glow discharge | |
RU2276201C1 (en) | Method for nitriding articles in glow discharge with hollow-cathode effect | |
Xu et al. | Plasma surface alloying | |
RU2625864C1 (en) | Method of low-temperature ion nitriding steel products in magnetic field | |
RU2558320C1 (en) | Surface hardening of titanium alloys in vacuum | |
US3616383A (en) | Method of ionitriding objects made of high-alloyed particularly stainless iron and steel | |
RU2413784C1 (en) | Procedure for steel nitriding | |
RU2324001C1 (en) | Method of thearmal treatment and chemical-thearmal method of steel products processing in vacuum | |
RU2662518C2 (en) | Macro-nonuniform structure creation method on the materials surface | |
RU2611003C1 (en) | Method of ion nitration of titanium alloys | |
RU2562187C1 (en) | Method of modification of surface of products from titanic alloys in glow discharge | |
RU2664106C2 (en) | Method of low-temperature ionic nitration of steel parts | |
RU2671026C1 (en) | Method of combined plasma surface treatment of items from titanium alloys |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110701 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120827 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170701 |