 |
| ООО "Ионные Технологии" | руководитель НИОКР, главный тех.эксперт | В.В. Богданов bogdan.ion@mail.ru |
| ООО "Ионные технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженеры исследователи | Д.М. Кинзибаев И.С. Соколова Е.С. Уткин lab@procion.ru |
Создание современных технологий поверхностного упрочнения на промышленных, а особенно военных предприятиях, является одной из главных задач модернизации машиностроительной отрасли.
Прогрессивная технология ионной химико-термической обработки (ИХТО) используется для упрочнения деталей различной конфигурации и размеров, в частности, крупногабаритных зубчатых передач, валов, специзделий и др.
Предприятием ООО «Ионные технологии» проведены комплексы исследований и разработана приоритетная технология ионного азотирования крупногабаритных деталей.
На рисунке 1 представлены детали применяемые в плунжерных насосах, редукторах. Детали выполняют из стали 40ХН2МА, 38Х2Н2МА, 40ХН и др.
 до упрочнения |  в процессе упрочнения |  после упрочнения |
 в процессе упрочнения |  до упрочнения |  в процессе упрочнения |
 до упрочнения |  в процессе упрочнения |  после упрочнения |
| Рисунок 1. Общий вид упрочняемых деталей | ||
Для производства ответственных деталей планетарных редукторов главной ступени используется безникелевая высокопрочная сталь 38Х3М1Ф1А. На рисунке 2 представлены детали, азотируемые на предприятии ОАО «Калужский турбинный завод», куда предприятием ООО «Ионные технологии» в 2015 году была внедрена установка ионно-вакуумного азотирования.
 до упрочнения |  в процессе упрочнения | |
 после упрочнения |  до упрочнения | |
 в процессе упрочнения |  в процессе упрочнения | |
| Рисунок 2. Общий вид упрочняемых деталей | ||
К зубчатым колесам предъявляются высокие требования по точности изготовления, плавности работы и триботехническим характеристикам упрочнения (глубина и твердость слоя, контактная прочность, бездефектность).
Технология ионного азотирования, позволяет получать слои с минимальной деформацией и высокими эксплуатационными свойствами поверхностного слоя. Процесс насыщения стали азотом осуществляется в широком интервале температур 400…600 °С. Такое технологическое преимущество дает возможность упрочнять детали, изготовленные в окончательный конструкторский размер без значительных геометрических изменений и не требует дополнительной механической обработки.
После ионного азотирования проведен визуальный контроль качества поверхности. Азотированная поверхность проверена на отсутствие шелушения и сколов. Контроль хрупкости азотированного слоя осуществляется по виду отпечатка алмазной пирамиды при нагрузке HV30 в соответствии со шкалой ВИАМ. Отпечаток хрупкости соответствует I баллу – азотированный слой не хрупкий (рис. 3).
 |  | |
| а | б | |
| Рисунок 3. Отпечаток хрупкости, х100 (а) и капельная проба (б) | ||
Проведен экспресс-анализ капельной пробой (рис. 3б) для установления качества нитридной зоны. Выделение меди не зафиксировано, что свидетельствует о плотной качественной нитридной зоне и высокой коррозионной стойкости сталей.
В качестве примера в таблице 1 представлены полученные результаты металлографических исследований.
Таблица 1. Характеристики азотированного слоя на сталях 40ХН2МА, 38Х3М1Ф1А
| 40ХН2МА | 38Х3М1Ф1А | |
| Поверхностная твердость HV 5, кгс/мм2 | 750 - 810 | 700 - 725 |
| Поверхностная микротвердость HV 0.1, кгс/мм2 | 910 - 990 | 790 - 820 |
| Глубина слоя по микроструктуре hm, мм | 0.40 - 0.43 | - |
| Глубина слоя по микротвердости hс, мм | 0.5 | 0.75 |
| Толщина нитридной зоны, мкм | 7 - 11 | 8 - 10 |
| Хрупкость по шкале ВИАМ | I балл, не хрупкий | |
 | |||
| а | б | ||
| Рисунок 4. Микроструктура азотированного слоя, х500: а – сталь 40ХН2МА; б – сталь 38Х3М1Ф1А | |||
Профиль распределения микротвердости соответствует распределению азота по глубине азотированного слоя (рис. 5).
 |
| Рисунок 5. График распределения микротвердости по глубине азотированного слоя на сталях 40ХН2МА и 38Х3М1Ф1А |
Технология ионного азотирования позволяет повысить поверхностную твердость деталей в 2 – 3,5 раза за счет образования качественного нитридного и диффузионного слоев. Упрочнение крупногабаритных зубчатых передач методом ионного азотирования повышает эксплуатационные характеристики деталей и долговечность изделия в целом.
Современная технология ионного азотирования внедрена на многих предприятиях: ОАО «Калужский турбинный завод», ООО «Синергия» (г. Пермь), Завод № 9, ОАО «УралМаш», НПО «Энергомаш», «Псковский завод механических приводов», ПКНМ, ООО «Промышленные редукторы» (г. Ижевск), ООО «Механическая промышленность» (г. Ижевск), ООО «Севмормаш-2М» (г. Севастополь), ООО «Специальная строительная техника» (г. Пермь), ООО «Сервисреммаш» (г. Ижевск), ООО «Механическая промышленность» (г. Ижевск) и др., которые специализируются на производстве деталей буровых установок, промышленных редукторов различного назначения, плунжерных насосах, а так же в судостроительной отрасли и др.
Больше информации на сайте www.procion.ru.
-
ЗАКАЗАТЬ АЗОТИРОВАНИЕ
* Узнать можно ли упрочнить вашу деталь?