ДОСЛІДЖЕННЯ НОВИХ РЕЖИМІВ ОСАДЖЕННЯ ПЛАЗМОВИХ ПОКРИТТІВ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2023.103.1.58Ключові слова:
іонно-плазмові покриття, поверхня, фаза, зміцнення, параметриАнотація
В роботі розглянута можливість застосування іонно-плазмового напилення поверхні прес-форм. Це уможливлює заміну дефіцитних дорогих вольфрамовмісних сталей іншими матеріалами. Як матеріали для прес-форм лиття під тиском мідних сплавів обрані в цій роботі стали 4Х5МФС та 5ХНМ. Вибір даних марок сталей обумовлений тим, що ці сталі не містять вольфраму, вміст не містять вольфрам, зважаючи на його різко зрослу дефіцитність і зміст молібдену обмежений, а також задовольняють вимогам до матеріалу підкладки на яку наноситься покриття нітриду титану. Нанесення покриттів на зразки для лабораторних досліджень та деталі прес-форм лиття під тиском здійснювалося методом конденсації речовини в умовах іонного бомбардування. Для визначення необхідного тиску азоту, що забезпечує отримання робочих поверхнях деталей прес-форм покриттів з найкращими експлуатаційними характеристиками, нітрид титану наноситься при різних парціальних тисках азоту - від 3×10-3 до 1 Па. Покриття, отримані при різних тисках азоту, відрізняються кількістю та розміром краплинної фази. Найбільша кількість крапельної фази, що містить α-Ti, спостерігається у покриттів, отриманих при тисках азоту 3×10-3 Па, 3×10-2 Па. Збільшення тиску азоту (4·10–1 Па, 1 Па) значно зменшує рівень мікроспотворень кристалічних ґрат у покритті, зростає його пластичність. У зв'язку з цим знижується крихкість покриття при досить високій його твердості. Отримане при тиску азоту 1 Па покриття нітриду титану найбільше ефективно захищає робочі поверхні деталей прес-форм від руйнування. Як показали лабораторні випробування, нанесене при оптимальних технологічних параметрах покриття нітриду титану забезпечує підвищення корозійної стійкості деталей прес-форм, на яке воно нанесено, у 3 рази, окалиностійкість – у 2–4 рази.
Посилання
E.I. Tsyvirko, A.A. Pedash. Grinding the structure of internal surfaces of cooling parts, VMD // Visnyk dvizhnoboduvaniya. 2010, N 1, p. 99-103 (in Ukrainian).
D.B. Hlushkova, V.A. Bagrov, S.V. Demchenko, V.M. Volchuk, O.V. Kalinin, N.E. Kalinina. Structure and properties of powder gas-plasma coatings based on nickel // Problems of Atomic Science and Technology. 2022, N 4(140), p. 125-130. https://doi.org/10.46813/2022-140-125
V.S. Vahrusheva, D.B. Hlushkova, V.M. Volchuk, T.V. Nosova, S.I. Mamhur, N.I. Tsokur, V.A. Bagrov, S.V. Demchenko, Yu.V. Ryzhkov, V.O. Scrypnikov. Increasing the corrosion resistance of heat-resistant alloys for parts of power equipment // Problems of Atomic Science and Technology. 2022, N 4(140), p. 137-140. https://doi.org/10.46813/2022-140-137
O.M. Vynogradov. Reduction of costs for foundry production // Casting of Ukraine, 2005, N 3, p. 5-8 (in Ukrainian).
M. Hoffman. Whаt you should know o mold steels // Plast. Technol., 2005. N 28(4), p. 28-30.
O.M. Smirnov, I.V. Leprechaun. Production of castings/ Donetsk National. technical Univ., Donetsk, Nard-Press, 2005. - 244 p.
V.A. Kostin, H.M. Grigorenko, V.V. Zhukiv Modification of the structure of welds of high-strength, low-alloy steels with nanoparticles of refractory metals // Collection of scientific works “Construction, materials science, mechanical engineering”. 2016, N 89, p. 93-98.
N.E. Kalinina, D.B. Glushkova, A.I. Voronkov, V.T. Kalinin. Influence of nanomodification on structure formation of multicomponent nickel alloys// Functional Materials. 2019, N 3(26), p. 514-518. https://doi.org/10.15407/fm26.03.514
N.E. Kalinina, D.B. Hlushkova, O.D. Hrinchenko, V.T. Kalinin, V.A. Voronkov, L.L. Kostina, I.N. Nikitchenko, T.V. Nosova, F.F. Reznikov. Hardening of leading edges of turbine blades by electrospark alloying // Problems of Atomic Science and Technology. 2019, N 2(120), p. 151-154.
D.B. Hlushkova, V.M. Volchuk. Fractal study of the effect of ion plasma coatings on wear resistance // Functional Materials. 2023, N 3(30), p. 453-457. https://doi.org/10.15407/fm30.03.453
V.A. Kostin, H.M. Grigorenko, V.V. Zhukiv Modification of the structure of welds of high-strength, low-alloy steels with nanoparticles of refractory metals // Collection of scientific works “Construction, materials science, mechanical engineering”. 2016, N 89, p. 93-98.
A.M. Petrychenko, O.O. Novyk, V.I. Krylov et al. Selection of steel for forms of LPD of aluminum alloys // Foundry production, 1990, N 3, p. 8–9.
V.T. Kalinin, V.A. Fedotov. Synthesis and application of nanodisperse powders – modifiers // System technologies. 2002, N 1, p. 67-71.
D.B. Hlushkova, O.D. Hrinchenko, L.L. Kostina, A.P. Cholodov. The choice of material for strengthening of leading edges of working blades of steam turbines // Problems of Atomic Science and Technology. 2018, N 1(113), p. 181-188.
O.P. Brodyanskyi Strengthening of the tool on the "Pusk" and "Bulat" installation // Technology and organization of production. 2003, No. 2, p. 1-25.
V.I. Bolshakov, V.E. Vaganov. Carbon containing structural and functional coatings // Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture. 2014, N 10, p. 34-43 (in Ukrainian).
H.H. Nersisyan, J.H. Lee, C.W. Wok. Self-propagating high – temperature synthesis of nano – sized titanium carbide powder // J. Mater. Res. 2002, N 11(17), p. 2859-2864.
D.B. Hlushkova, Yu.V. Ryzhkov, L.L. Kostina, S.V. Demchenko. Increase of wear resistance of the critical parts of hydraulic hammer by means of ion-plasma treatment // Problems of Atomic Science and Technology. 2018, N 1(113), p. 208-211.
L.I. Gladkikh, S.V. Malykhyn, A.T. Pugache, O.M. Reshetnyak, D.B. Glushkova, S.S. D'Yachenko, G.P. Kovtun. Residual Stresses and Structure of Titanium and Chromium Nitride Coatings Obtained by a Method of an Ion-Plasma-Enhanced Deposition // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2003, N 6(25), p. 763-776.
