ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

72-013-06

Наименование проекта

Ионно-плазменное азотирование.

Назначение

Предназначены для поверхностного упрочнения изделий и инструмента, выполненных из широкого класса сталей, сплавов и чугунов, работающих в условиях высоких нагрузок и агрессивных средах.

Рекомендуемая область применения

Машиностроение, металлургия.

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

С использованием электродуговых плазмогенераторов, в рабочем пространстве вакуумной камеры при давлении 0,1 Па создается газовая плазма с концентрацией 10⁹–10¹⁰ см^–3. В плазму помещаются упрочняемые изделия, на которые от отдельного источника питания подается отрицательное смещение (50 ? 1000 В). Поток положительно заряженных  ионов плотностью до~ 5 мА/cм²,  извлекаемых из плазмы, бомбардирует поверхность изделий, в результате чего последние нагреваются до температур 200- 600 °C, их поверхностный слой насыщается азотом с формированием упрочненной азотированной области заданного состава.

Упрочненный слой формируется за счет насыщения поверхности изделий ионами азота, извлекаемых при давлении 0,1 Па из газовой плазмы с концентрацией 10⁹–10¹⁰ см^–3.

Механизм упрочнения: Ионы азота, диффундируя вглубь материала, вступают в химические реакции с легирующими добавками (Cr, Al, Ti, V и др.), и образуют дисперсные нитриды высокой твердости этих элементов, а также твердый раствор азота в альфа-железе.

Характеристики упрочненного слоя: твердость в 2 – 3 раза может превышать твердость легированных сталей ;  толщина  может изменять в пределах 0,1 – 0,5 мм.

Улучшаемые свойства: твердость, износостойкость,  усталостная выносливость, антизадирные свойства,  теплостойкость,  коррозионная стойкость.

Размеры упрочняемых изделий практически любые: от сверл диаметром 0.3 мм. до крупногабаритных изделий весом в десятки и сотни килограмм.

Предлагаемые нами установки обладают универсальностью, позволяющей быстро адаптировать их для нужд конкретного производства. В то же время, по желанию заказчика практически каждая установка может иметь свои особенности (функции манипулятора, размеры рабочей камеры, количество плазмогенераторов, уровень автоматизации), учитывающие основные требования данного производства по производительности и назначению слоев, особенностям геометрии и веса обрабатываемых изделий и т.п. К каждой установке прилагается технологическая карта, включающая как режимы обработки конкретных образцов изделий Заказчика, так и рекомендации по обработке типичных материалов и изделий.

Преимущества перед известными аналогами

Возможна обработка сложнопрофильных изделий с отверстиями различного диаметра. Возможна обработка изделий, не допускающих последующую доводку.Возможность формирования упрочненных слоев при температуре 200 С на поверхности закаленных сталей.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

Длительность азотирования сокращается в 3-5 раз, по сравнению с традиционными видами азотирования. В 2 – 3 раза снижаются энергозатраты.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

24.11.2006