RU2012124227A

RU2012124227A - Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя и состав слоя

Info

Publication number: RU2012124227A
Application number: RU2012124227/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Герасимов; Лидия Ивановна Куксенова; Александр Григорьевич Колесников; Николай Михайлович Рыжов; Владимир Александрович Нелюб; Валерия Григорьевна Лаптева; Екатерина Валерьевна Березина; Мария Сергеевна Алексеева; Валентин Сидорович Крапошин; Сергей Андреевич Поляков; Андрей Иванович Плохих; Равел Садртдинович Фахуртдинов; Вадим Владимирович Ступников
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-20
Also published as: RU2522872C2

Abstract

1. Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя, состоящий в том, что материал подвергают предварительной термообработке и последующему азотированию, отличающийся тем, что в качестве предварительной термообработки используют закалку при температуре 920…940°C, последующий высокий отпуск с нагревом до 600…650°C в течение 2…10 ч и удаление обезуглероженного слоя, а затем проводят ионно-плазменное азотирование при следующих параметрах в диапазоне температур 500…570°C:- напряжение на катоде 300…320 В;- плотность тока 0,20…0,23 мА/см;- состав газовой среды - аммиак различной степени диссоциации от нуля до 80%- расход газовой смеси до 20 дм/ч;- давление в камере при катодном распылении - 1,3…1,35 Па, при насыщении - 5…8 ГПа;причем азотирование проводят в режиме циклического изменения температуры и степени диссоциации аммиака, в первой половине цикла температура составляет 570°C при максимальном азотном потенциале, а во второй половине цикла температуру снижают до 500°C, при этом азотный потенциал снижают за счет увеличения степени диссоциации аммиака (40…80%), при этом число подобных циклов должно быть не менее 10.2. Состав приповерхностного слоя материала, содержащий диффузионную зону с наноразмерными нитридными включениями, отличающийся тем, что в результате использования способа по п.1 в указанном слое присутствует сочетание α-фазы с некогерентными нитридами легирующих элементов, играющей роль мягкой матрицы, и твердых включений, представляющих собой нитридные наночастицы ε-фазы, сформированные в результате фазовой локальной перекристаллизации решеток нитридов железа, протекающей в рез

Claims

1. Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя, состоящий в том, что материал подвергают предварительной термообработке и последующему азотированию, отличающийся тем, что в качестве предварительной термообработки используют закалку при температуре 920…940°C, последующий высокий отпуск с нагревом до 600…650°C в течение 2…10 ч и удаление обезуглероженного слоя, а затем проводят ионно-плазменное азотирование при следующих параметрах в диапазоне температур 500…570°C:

- напряжение на катоде 300…320 В;

- плотность тока 0,20…0,23 мА/см²;

- состав газовой среды - аммиак различной степени диссоциации от нуля до 80%

- расход газовой смеси до 20 дм³/ч;

- давление в камере при катодном распылении - 1,3…1,35 Па, при насыщении - 5…8 ГПа;

причем азотирование проводят в режиме циклического изменения температуры и степени диссоциации аммиака, в первой половине цикла температура составляет 570°C при максимальном азотном потенциале, а во второй половине цикла температуру снижают до 500°C, при этом азотный потенциал снижают за счет увеличения степени диссоциации аммиака (40…80%), при этом число подобных циклов должно быть не менее 10.

2. Состав приповерхностного слоя материала, содержащий диффузионную зону с наноразмерными нитридными включениями, отличающийся тем, что в результате использования способа по п.1 в указанном слое присутствует сочетание α-фазы с некогерентными нитридами легирующих элементов, играющей роль мягкой матрицы, и твердых включений, представляющих собой нитридные наночастицы ε-фазы, сформированные в результате фазовой локальной перекристаллизации решеток нитридов железа, протекающей в результате циклических изменений температуры азотирования и степени диссоциации аммиака.