RU2755911C1 - Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей - Google Patents
Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755911C1 RU2755911C1 RU2021100443A RU2021100443A RU2755911C1 RU 2755911 C1 RU2755911 C1 RU 2755911C1 RU 2021100443 A RU2021100443 A RU 2021100443A RU 2021100443 A RU2021100443 A RU 2021100443A RU 2755911 C1 RU2755911 C1 RU 2755911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glow discharge
- steel
- nitriding
- product
- temperature
- Prior art date
Links
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
- C23C8/38—Treatment of ferrous surfaces
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)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу низкотемпературного ионного азотирования стального изделия в плазме тлеющего разряда. Способ включает катодное распыление, вакуумный нагрев изделия в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотосодержащего и инертного газов. Нагрев изделия в плазме тлеющего разряда проводят при температуре, равной 450 °С, причем одновременно на стальное изделие осуществляют воздействие ультразвуковыми волнами. Технический результат заключается в увеличении скорости диффузии поверхности стальных деталей при низкотемпературном ионно-плазменном азотировании, повышении прочностных, трибологических характеристик поверхности, контактной долговечности и износостойкости стальных изделий. 1 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов посредством ультразвука и вакуумного ионно-плазменного азотирования и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для обработки широкого ассортимента деталей машин и инструмента, изготовленных из стали.
Известен способ (патент РФ №2633867, кл. С23С 8/36, 18.10.2017) азотирования стальных изделий в тлеющем разряде, включающий проведение вакуумного нагрева изделий в плазме азота при температурах равных 450°С.
Недостатком аналога является низкая скорость протекания диффузии, обусловленная низкой температурой нагрева детали.
Известен способ (патент РФ №2415964, кл. С23С 8/36, 26.10.2009) азотирования стальных изделий в тлеющем разряде, заключающееся в предварительном поверхностном локальном легировании нитридообразующими элементами при лазерном нагреве детали с нанесенной на их поверхность обмазкой и последующем низкотемпературном азотировании.
Недостатком аналога является низкая скорость протекания диффузии, обусловленная низкой температурой нагрева детали.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ (патент РФ №2664106, кл. С23С 8/38, 10.07.2018) азотирования стальных изделий, включающий катодное распыление, вакуумный нагрев изделия в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотосодержащего и инертного газа. Причем сначала осуществляется поверхностная интенсивная пластическая деформация посредством ультразвуковой обработки поверхности стального изделия.
Недостатком ближайшего аналога является необходимость проводить две последовательные операции, что увеличивает общее время обработки. Помимо этого, недостатком ближайшего аналога является низкая скорость протекания диффузии, обусловленная низкой температурой нагрева детали.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение производительности ионно-плазменного азотирования, а также уменьшение энергозатрат и времени на обработку.
Технический результат - повышение производительности азотирования и уменьшение времени на обработку поверхности стальных деталей при низкотемпературном ионно-плазменном азотировании, за счет наложения ультразвуковых волн.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе низкотемпературного ионного азотирования стального изделия в плазме тлеющего разряда, включающем катодное распыление, вакуумный нагрев изделия в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотосодержащего и инертного газов, согласно изобретению, нагрев изделия в плазме тлеющего разряда проводят при температуре, равной 450°С, причем одновременно на стальное изделие осуществляют воздействие ультразвуковыми волнами.
В отличие от ближайшего аналога, стальное изделие одновременно подвергают воздействию ультразвуковых (УЗ) волн, за счет того, что атомы под воздействием УЗ волн начинают колебаться, увеличивая среднее расстояние между атомами металла, за счет чего увеличивается скорость диффузии поверхности стальных деталей азотом.
Эффективность процесса ионного азотирования зависит от температуры, а именно, чем она выше, тем меньше длительность процесса азотирования при прочих равных условиях. Однако, при высокотемпературной обработке деталей со сложной конфигурацией возникает коробление деталей, снижается качество поверхности из-за интенсивного ее распыления ионами насыщающей среды. Уменьшение температурного воздействия приводит к возрастанию длительности процесса, а в некоторых случаях диффузионное насыщение может вовсе остановиться.
Существо изобретения поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема азотирования стальной детали при воздействии на нее ультразвуковых волн, которая содержит вакуумную камеру 1, электрод-анод 2, подложку 3, источник питания 4, ультразвуковой генератор 5.
Пример конкретной реализации способа.
Стальное изделие 6помещают в вакуумную камеру 1 и подключают к отрицательному электроду, герметизируют вакуумную камеру и откачивают воздух. После эвакуации воздуха вакуумную камеру продувают рабочим газом, состоящим из 35%N2+15%Ar+50%Ar, затем рабочий газ откачивают до необходимого давления в 200 Па. При напряжении 800-1000 В осуществляют катодное распыление. После этого напряжение понижают до рабочего 400-500 В и включают ультразвуковой генератор 5. Азотирование производится при воздействии ультразвуковых волн, генерируемых ультразвуковым преобразователем при температуре 450°С. После обработки стальное изделие вместе с вакуумной камерой охлаждают под вакуумом до нужной температуры. По окончании охлаждения в вакуумную камеру напускают атмосферный газ и извлекают обработанное стальное изделие.
Заявленный способ имеет следующее преимущество: увеличение скорости диффузии поверхности стальных деталей при низкотемпературном ионно-плазменном азотировании, за счет наложения ультразвуковых волн.
Claims (1)
- Способ низкотемпературного ионного азотирования стального изделия в плазме тлеющего разряда, включающий катодное распыление, вакуумный нагрев изделия в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотосодержащего и инертного газов, отличающийся тем, что нагрев изделия в плазме тлеющего разряда проводят при температуре, равной 450 °С, причем одновременно на стальное изделие осуществляют воздействие ультразвуковыми волнами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100443A RU2755911C1 (ru) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100443A RU2755911C1 (ru) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755911C1 true RU2755911C1 (ru) | 2021-09-22 |
Family
ID=77852095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021100443A RU2755911C1 (ru) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755911C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2415964C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) | Способ низкотемпературного азотирования стальных деталей |
RU2532779C1 (ru) * | 2013-04-19 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ и устройство для ускоренного азотирования деталей машин с использованием импульсов электромагнитного поля |
CN106894020A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-27 | 纳狮新材料股份有限公司 | 复合涂层螺杆及其制备方法 |
RU2633867C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2017-10-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ низкотемпературного ионного азотирования титановых сплавов |
CN107502856A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-22 | 宁国市润丰金属制品有限公司 | 一种奥氏体不锈钢低温快速离子渗氮的方法 |
RU2664106C2 (ru) * | 2017-01-09 | 2018-08-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей |
-
2021
- 2021-01-12 RU RU2021100443A patent/RU2755911C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2415964C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) | Способ низкотемпературного азотирования стальных деталей |
RU2532779C1 (ru) * | 2013-04-19 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ и устройство для ускоренного азотирования деталей машин с использованием импульсов электромагнитного поля |
RU2633867C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2017-10-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ низкотемпературного ионного азотирования титановых сплавов |
RU2664106C2 (ru) * | 2017-01-09 | 2018-08-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей |
CN106894020A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-27 | 纳狮新材料股份有限公司 | 复合涂层螺杆及其制备方法 |
CN107502856A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-22 | 宁国市润丰金属制品有限公司 | 一种奥氏体不锈钢低温快速离子渗氮的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2418096C2 (ru) | Способ создания макронеоднородной структуры материала при азотировании | |
CN105937018B (zh) | 一种奥氏体不锈钢低温离子渗氮的方法 | |
RU2755911C1 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей | |
US20040262847A1 (en) | Side rail used for combination oil ring and method of nitriding the same | |
US11613463B2 (en) | Vanadium nitride film, and member coated with vanadium nitride film and method for manufacturing the same | |
RU2633867C1 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования титановых сплавов | |
RU2409699C1 (ru) | Способ создания неоднородной структуры материала при азотировании в тлеющем разряде | |
RU2291227C1 (ru) | Способ упрочнения поверхностного слоя деталей из конструкционных сталей | |
RU2625864C1 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных изделий в магнитном поле | |
RU2562185C1 (ru) | Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в вакууме | |
RU2664106C2 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей | |
RU2418095C2 (ru) | Способ вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали | |
RU2640703C2 (ru) | Способ локальной обработки стального изделия при ионном азотировании в магнитном поле | |
RU2534907C1 (ru) | Способ локальной обработки материала при азотировании в тлеющем разряде | |
RU2662518C2 (ru) | Способ создания макронеоднородной структуры на поверхности материалов | |
RU2276201C1 (ru) | Способ азотирования изделий в тлеющем разряде с эффектом полого катода | |
RU2687616C1 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования титановых сплавов с постоянной прокачкой газовой смеси | |
RU2558320C1 (ru) | Способ упрочнения поверхности титановых сплавов в вакууме | |
RU2611003C1 (ru) | Способ ионного азотирования титановых сплавов | |
CN114182196A (zh) | 钛合金真空气体阶梯渗氮方法 | |
Smirnov et al. | Microstructure and wear resistance of modified surfaces obtained by ion-plasma nitriding of 40ХН2МА steel | |
RU2671026C1 (ru) | Способ комбинированного плазменного упрочнения поверхности изделий из титановых сплавов | |
CN117051355B (zh) | 一种低温离子渗氮技术及其应用 | |
RU2324001C1 (ru) | Способ термической и химико-термической обработки стальных изделий в вакууме | |
RU2812924C1 (ru) | Способ ионного азотирования детали из алюминиевого сплава |