Исследование образцов из титановых сплавов, упрочненных ионным азотированием

 Упрочнение поверхности деталей проводят с целью улучшения их эксплуатационных характеристик, потребительских свойств, и срока службы изделия в целом.

 Ионное азотирование (ионно-плазменная обработка) — современный метод поверхностного упрочнения титановых сплавов, при котором насыщение азотом происходит в высокотемпературной плазме тлеющего разряда. В отличие от традиционных методов, этот процесс обеспечивает более контролируемое формирование диффузионного слоя.

 Ионная ХТО является одним из передовых способов упрочнения конструкционных изделий из металлов, позволяет достичь наилучших характеристик упрочняемой поверхности, повысить износо-задиростойкость, стойкость к коррозионному, эрозионному и кавитационному износу. Гарантийный ресурс и эксплуатационная надёжность упрочнённых изделий увеличивается многократно.

 В процессе ионного азотирования на деталях, выполненных из титановых сплавов, формируется диффузионный поверхностный слой, твердость которого в разы выше твердости основы. Упрочненная поверхность обладает комплексом свойств дополняющих структурную прочность материала.

Ключевые улучшения свойств

• Твердость поверхности: увеличивается до 1000–1200 HV(в 3–5 раз выше, чем у исходного титана)
• Износостойкость: возрастает на порядок – в 10 и более раз, что критично для деталей трения
• Предел выносливости: рост на 30-40%
• Коррозионная стойкость: кратно выше в агрессивных средах
• Термостойкость: защитный слой выдерживает нагрев до 600°C без разрушения
• Декоративный эффект: золотистый оттенок поверхности

Преимущества метода ионной ХТО

1. Экологичность и экономичность: отсутствие вредных выбросов, не требует вредных химических соединений для образования покрытия
2. Энергоэффективность: низкие удельные затраты - нагрев только обрабатываемой детали
3. Контролируемость: точная регулировка параметров слоя с помощью современного микроэлектронного оборудования
4. Универсальность: подходит для ответственных узлов в разных отраслях
5. Производительность: выпуск большого количества изделий в единицу времени при малых капитальных вложениях в оборудование

 В ходе исследования микроструктуры и поверхностной твёрдости образцов из титановых сплавов, как правило, после режима ионного азотирования, в собственной аттестованной лаборатории подтверждаются результаты каждой партии деталей, таким образом гарантируется стабильный техпроцесс. На фотографиях видно как изменяется микроструктура приповерхностных слоев, ввиду образования нитридов и их диффузии вглубь материала.

 Скачать документ с исследованиями можно по ссылке.

Выводы

Ионное азотирование титановых сплавов позволяет:

1. Создавать поверхностные слои с уникальным сочетанием свойств
2. Значительно продлевать ресурс деталей (в 3-10 раз)
3. Сохранять преимущества титана (лёгкость, биосовместимость, коррозионную стойкость)
4. Разрабатывать инновационные изделия для экстремальных воздействий и нагрузок

 Азотирование титановых сплавов с помощью современного ионно-вакуумного оборудования отечественного производства - это оптимальный способ повысить эксплуатационные характеристики изделия, притом уложиться в малое время (20-40 часов) и разумные средства.

 А так же подписывайтесь на наш канал по упрочнению титана в Телеграм и Дзен.