Способ азотирования стальных изделий

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к азотированию стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения машин. Изделия помещают в емкость, заполненную азотосодержащей средой. Затем на изделие, являющееся катодом, и анод подают постоянное напряжение для создания между изделием и анодом электрического поля и осуществляют процесс насыщения поверхности изделия азотом. В качестве анода и азотосодержащей среды используют раствор электролита из следующего ряда веществ: раствор нашатыря, раствор аммиака. Перед процессом насыщения поверхности изделия азотом осуществляют плавное изменение напряжения в интервале 15-150 В. Насыщение проводят при повышении напряжения в интервале 150-315 В. Азотирование проводят при атмосферном давлении. Упрощается процесс азотирования и увеличивается его скорость. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к азотированию стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин.

Известен способ азотирования стальных деталей в тлеющем разряде (ионное азотирование), которое проводят в разреженной азотосодержащей атмосфере, а именно в атмосфере аммиака (NН3) при подключении обрабатываемых деталей к отрицательному электроду - катоду. Анодом является контейнер установки [1]. Между катодом - деталью, и анодом возбуждается тлеющий разряд, и положительные ионы газа, бомбардируя поверхность катода, нагревают ее до температуры насыщения. Процесс ионного азотирования реализуется в две стадии: первая - очистка поверхности катодным распылением, вторая - собственно насыщение. Катодное распыление проводят в течение 50-60 мин при напряжении 1100-1400 В и низком давлении 0,13·102-0,26·102 Па. В процессе катодного распыления температура поверхности детали не превышает 250°С. Температура азотирования 470-580°С, давление 1,3·102-13·102 Па, рабочее напряжение 400-1100 В, продолжительность процесса от 1 до 24 ч.

Недостатком способа ионного азотирования является низкая скорость процесса насыщения поверхностных слоев металла азотом, а также низкое давление азотсодержащей атмосферы, создание которого требует дополнительного оборудования.

Известен способ азотирования стали в тлеющем разряде, принятый в качестве прототипа, при котором обрабатываемое изделие помещают в герметичный контейнер и присоединяют к отрицательной клемме источника постоянного напряжения [2]. Над поверхностью изделия устанавливают изолированный от него анод. Из контейнера откачивают воздух до разрежения 0,01 мм рт.ст. и одновременно нагревают контейнер до 250°С. Затем заполняют контейнер азотом или аммиаком и смесью азота с водородом до давления 0,1-0,2 мм рт.ст. и подают на электроды напряжение 1100-1400 В. При этом в газе между катодом (изделием) и анодом возникает аномальный тлеющий разряд. В аномальном тлеющем разряде при таком давлении газа плотность тока разряда может достигать 0,1 А/см2, а энергия ионов, бомбардирующих катод, - до 1 кэВ. Под действием интенсивной бомбардировки поверхности катода столь высокоэнергетичными ионами происходит распыление окисных пленок и загрязнений на поверхности катода. Этим осуществляется быстрая (за 5-60 мин) очистка поверхности изделия. Далее изделие подвергается азотированию. Напряжение на электродах понижают до 600-900 В, давление газа в контейнере повышают до 6-8 мм рт.ст., а температуру повышают до 470-580°С. При этом плотность тока разряда снижается до 0,5-20 мА/см2 и уменьшается энергия ионов, бомбардирующих катод. Но в результате повышения давления газа увеличивается скорость насыщения поверхности изделия азотом. В этом режиме и осуществляют азотирование в течение нескольких часов.

Недостатком способа азотирования в тлеющем разряде является низкая скорость процесса насыщения поверхностных слоев металла азотом, например для стали 30ХМЮА она составляет всего 500 мкм за 14 ч. Низкая скорость азотирования в тлеющем разряде обусловлена низким рабочим давлением газа. Действительно, как растворимость газов в металле, так и скорость диффузии газа в металле, так и скорость хемосорбции газа растут с ростом давления газа. Поэтому применение в известном способе низкого давления (6-8 мм рт.ст.) крайне отрицательно сказывается на скорости азотирования. Но в известном способе давление газа не может быть поднято выше, потому что тлеющий разряд может существовать только при низких давлениях газа.

Технической задачей, решаемой изобретением, является увеличение скорости процесса азотирования, а также упрощение самого процесса азотирования.

Решение поставленной технической задачи решается тем, что изделие в качестве катода помещают в емкость с анодом, заполненную азотосодержащей средой, затем на катод и анод подают постоянное напряжение, создавая между изделием и анодом электрическое поле, и осуществляют затем процесс насыщения поверхности изделия азотом, согласно изобретению в качестве азотосодержащей среды и одновременно анода используют раствор электролита, при этом процесс азотирования ведут при атмосферном давлении, а к катоду и аноду подводят напряжение в интервале 15-315 В, причем процесс азотирования ведут в два этапа - подготовительный и собственно азотирование, при этом подготовительный этап проводят при плавно изменяемом напряжении в интервале 15-150 В, а процесс собственно азотирования ведут после образования газовой рубашки между изделием и электролитом при напряжении в интервале 150-315 В.

На решение поставленной задачи направлено также и то, что в качестве раствора электролита используют растворы из следующего ряда веществ: раствор нашатыря, раствор аммиака.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет получения высокой напряженности электрического поля между анодом и катодом, которые в процессе азотирования разделены образующейся вблизи поверхностей газовой рубашкой.

В результате подведенного к катоду и аноду постоянного напряжения на границе "изделие-электролит" под действием электрического поля идет процесс активизации заряженных частиц электролита, воздействующих на поверхность изделия, что приводит к росту температуры в зоне контакта, а в дальнейшем - к созданию газовой рубашки, содержащей азот. Последний образует химическое соединение FeN2, которое адсорбируется на поверхности. Далее при диссоциации химического соединения FeN2 образуются ионы азота, которые диффундируют вглубь металла, в результате чего у изделия получается упрочненная поверхность, состоящая из зон химических соединений и твердого раствора азота в стали.

Способ реализуется следующим образом.

Изделие, например, из стали 38Х2МЮА помещают в емкость с анодом, заполненную азотосодержащей средой. В качестве последней может использоваться, например, раствор нашатыря. Затем на катод и анод подают постоянное напряжение. При этом между изделием и анодом создают электрическое поле. Далее ведут процесс насыщения поверхности изделия азотом из раствора электролита-нашатыря, в частном случае. Согласно изобретению в качестве азотосодержащей среды и одновременно анода используют взятый раствор электролита. При этом процесс азотирования ведут при атмосферном давлении, а к катоду и аноду подводят напряжение в интервале 15-315 В. Причем процесс азотирования ведут в два этапа - подготовительный и собственно азотирование. Подготовительный этап проводят, плавно изменяя напряжение в интервале 15-150 В, а процесс собственно азотирования ведут после образования газовой рубашки между изделием и электролитом при напряжении в интервале 150-315 В. В качестве раствора электролита можно, например, использовать также раствор аммиака.

При подключении постоянного напряжения к аноду и катоду на границе «изделие-электролит» появляется электрическое поле, которое вызывает ускоренное, упорядоченное движение заряженных частиц. Соударение заряженных частиц электролита с поверхностью изделия приводит к повышению температуры поверхности последней, в результате чего в зоне контакта катода с анодом образуется газовая рубашка. Последняя состоит из паров воды, свободных электронов, водорода, различных радикалов и ионов, один из которых содержит азот. Так как теплопроводность у газовой рубашки ниже, чем у жидкости-элетролита, то возникает значительное повышение температуры поверхности катода, т.е. изделия. При этом зона контакта электролита с поверхностью изделия, характеризующаяся наличием газовой рубашки, характеризуется также высокой напряженностью электрического поля, что объясняется малым расстоянием между анодом и катодом - порядка 50-100 мкм, а значение напряженности напрямую зависит от значения разности потенциалов.

Соударения положительно заряженных ионов, образованных в электролите, о поверхность изделия приводят к вылету с поверхности изделия свободных электронов и распылению ионов железа. Отрицательно заряженные частицы при соударении с анодом в виде электролита вызывают образование отрицательно заряженных ионов азота. При встрече положительно заряженных ионов железа и отрицательно заряженных ионов азота возможно образование химического соединения FeN2, который может адсорбироваться на поверхности изделия. При диссоциации химического соединения FeN2 образуются ионы азота, которые диффундируют вглубь металла. В результате у изделия получается упрочненная поверхность, состоящая из зон химических соединений и твердого раствора азота в стали.

Процесс азотирования ведут в два этапа - подготовительный и собственно азотирование, при этом подготовительный этап необходим для подготовки к этапу собственно азотирования. Проведение подготовительного этапа в плавном режиме изменения напряжения в интервале 15-150 В дает возможность избежать короткого замыкания между катодом и анодом и активизировать молекулы электролита вследствие процесса электролиза при повышении температуры в результате соударения заряженных частиц электролита с поверхностью изделия.

Появление азотированного слоя наблюдается начиная с 20 секунд ведения химико-термической обработки, процесс отличается высокой скоростью. При снятии напряжения газовая рубашка захлопывается и детали резко охлаждаются - происходит нитрозакалка. Полученные образцы обладают высокой твердостью.

Данная химико-термическая обработка проводится при атмосферном давлении, что позволяет значительно упростить процесс азотирования без использований специального оборудования и способствует получению на поверхности изделия нитридных слоев с Е-фазой, повышающей коррозионную стойкость изделия.

Результаты испытаний в сравнении с прототипом приведены в таблице, в которой дан ряд примеров.

Пример 1. Обработка изделий по способу, изложенному в прототипе

Обработка изделия велась при созданном на аноде и катоде постоянном напряжении в 600-900 В и давлении 0,01 мм рт.ст. в течение 840 мин. Значение различных характеристик процесса и прочностных характеристик приведены в таблице.

Пример 2. Обработка изделий по предлагаемому способу

Обработка изделий из стали 38Х2МЮА проводилась при подведенном к аноду - электролиту и катоду - изделию постоянном напряжении в интервале 15-150 В на подготовительном I этапе, а на этапе собственно азотирования - в интервале 150-315 В и при нормальном атмосферном давлении. Минимальная длительность процесса обработки на этапе собственно азотирования составляет 5 мин, что позволяет получить достаточный по толщине нитридный слой на I поверхности изделия, обладающий значительной прочностью. Значительная разница в длительности процесса обработки свидетельствует о больших скоростях процесса азотирования по предлагаемому способу. Значения различных характеристик процесса и прочностных характеристик приведены в таблице. В качестве раствора электролита используется раствор нашатыря.

Пример 3. Обработка изделий по предлагаемому способу. Обработка изделий из стали Ст.3 проводилась при таких же условиях, как при обработке по предлагаемому способу для стали 38Х2МЮА. Значения различных характеристик процесса и прочностных характеристик приведены в таблице. В качестве раствора электролита используется раствор нашатыря.

Таблица 1
Результаты исследований свойств образцов исследуемого сплава, обработанных по предлагаемому способу и по способу, изложенному в прототипе.
№ примера Напряжение, В Напряженность электрического поля, кВ/м Расстояние между катодом и анодом, мкм Время процесса, мин Толщина азотирован-ного слоя, мкм Поверхностная твердость НV, МПа Давление процесса, мм рт.ст.
1. Прототип 38Х2МЮА 600 12 5-104 840 500 9800 6
2. Предлагаемый способ 38Х2МЮА 50 500 100 - - - 760
100 1000 100 - - - 760
150 1500 100 5 200 10300 760
200 2000 100 5 400 6500 760
250 2500 100 3 250 5000 760
315 3150 100 1 600 - 760
3. Предлагаемый способ Ст.3 50 500 100 - - - 760
100 1000 100 - - - 760
150 1500 100 5 200 4500 760
200 2000 100 5 400 2500 760
250 2500 100 3 250 - 760
315 3150 100 1 600 - 760

Из таблицы следует вывод, что техническое решение поставленной задачи, а именно упрощение процесса азотирования, а также увеличение скорости процесса азотирования по сравнению со способом-прототипом, достигается при нормальном атмосферном давлении с высокой скоростью, зависящей от значения приложенного к аноду и катоду напряжения в пределах 15-315 В. При этом реализация изобретения не потребует устройств, необходимых для ведения процесса обработки при пониженном давлении, например герметичной ванны и вакуумных насосов и др. оборудования. В интервале 15-150 В ведется плавное повышение напряжения - этот подготовительный период характеризуется процессом электролиза, при этом процесс азотирования не идет. Далее, при дальнейшем повышении напряжения происходит образование газовой рубашки и начинается процесс азотирования. Начиная с напряжения 315 В при дальнейшем увеличении напряжения происходит распыление материала изделия, т.е. процесс азотирования прекращается. При напряжении ниже 15 В процесс активации частиц электролита практически полностью отсутствует.

Таким образом, изобретение позволяет значительно повысить скорость процесса азотирования и упростить сам процесс азотирования.

Источники информации:

1. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М., Металлургия, 1993, 448 с.

2. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование в тлеющем разряде. НИИИнформтяжмаш, №8, М., 1974 (прототип).

Способ азотирования стальных изделий, включающий помещение изделия в емкость, заполненную азотосодержащей средой, подачу на изделие, являющееся катодом, и анод постоянного напряжения для создания между изделием и анодом электрического поля и осуществление процесса насыщения поверхности изделия азотом, отличающийся тем, что в качестве анода и азотосодержащей среды используют раствор электролита из следующего ряда веществ: раствор нашатыря, раствор аммиака, а перед процессом насыщения поверхности изделия азотом осуществляют плавное изменение напряжения в интервале 15-150 В, насыщение проводят при повышении напряжения в интервале 150-315 В, при этом азотирование проводят при атмосферном давлении.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу нанесения тонкопленочного покрытия на металлические изделия и может найти применение при изготовлении режущего инструмента, изделий триботехнического назначения, высоко нагруженных деталей машин и механизмов.
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к ионному азотированию в плазме тлеющего разряда, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, в том числе деталей сложной конфигурации, режущего инструмента и штамповой оснастки.

Изобретение относится к химико-термической обработке стального и твердосплавного инструмента и может найти применение в различных отраслях машиностроения, горной, строительной, металлообрабатывающей и станкостроительной промышленности.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно - к процессам нитроцементации инструментальных сталей в плазме тлеющего разряда.

Изобретение относится к способу обработки, по меньшей мере, одной детали из магнитомягкого материала согласно ограничительной части п. .

Изобретение относится к химико-термической обработке. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для термической обработки сталей, преимущественно при плазменном упрочнении деталей машин и обрабатывающего инструмента.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу комбинированной химико-термической обработки деталей машин. Способ комбинированной химико-термической обработки деталей машин из теплостойких сталей включает циклическую цементацию деталей и закалку. Перед циклической цементацией проводят предварительные термообработку и механообработку, включающие нормализацию при температуре 950°С, высокий отпуск при температуре 670°С, закалку от температуры 1010°С, высокий отпуск при температуре не менее 570°С и пластическую деформацию методом осадки при температуре не менее 700°С со степенью деформации 50…80%. Циклическую цементацию проводят с чередованием циклов насыщения и диффузионной выдержки, при этом осуществляют не менее 12 циклов продолжительностью не менее 30 минут. Количество циклов зависит от необходимой толщины диффузионного слоя, а соотношение времен насыщения и выдержки составляет от 0,1 до 0,2. После упомянутой цементации проводят высокий отпуск, закалку в масло, обработку холодом при температуре -70°С и трехкратный отпуск при 510°С. Затем осуществляют ионно-плазменное азотирование в диапазоне температур 480…500°С в течение не менее 10 часов при следующих параметрах: напряжение на катоде при катодном распылении - 900 В, в режиме насыщения - 400 В, плотность тока 0,20…0,23 мА/см2, состав газовой среды - азотоводородная смесь с 95% азота и 5% водорода, расход газовой смеси до 10 дм3/ч, давление в камере при катодном распылении - 13,3 гПа, при насыщении - 5…8 гПа. Обеспечивается повышение износостойкости приповерхностных слоев теплостойкой стали, формирующихся в результате цементации и азотирования, и увеличение долговечности узлов трения скольжения из материала с таким составом приповерхностного слоя. 1 пр.

Изобретение относится к способу получения упрочненного сплава, имеющего металлическую основу, в объеме которой диспергированы наночастицы, из которых по меньшей мере 80% имеют средний размер от 0,5 нм до 50 нм. Указанные наночастицы содержат по меньшей мере один нитрид, выбранный из нитридов по меньшей мере одного элемента-металла М, выбранного из группы, содержащей Ti, Zr, Hf и Та. Способ включает следующие последовательные этапы, на которых a) осуществляют плазменное азотирование основного сплава при температуре от 200°C до 700°C для введения в него внедренного азота, причем указанный основной сплав содержит от 0,1% до 1% по весу элемента-металла М и выбран из аустенитного, ферритного, ферритно-мартенситного сплава или сплава на основе никеля, b) проводят диффундирование внедренного азота в указанном основном сплаве при температуре от 350°C до 650°C и c) осуществляют выделение нитрида при температуре от 600°C до 900°C в течение от 10 минут до 10 часов с образованием указанных наночастиц, диспергированных в упрочненном сплаве. Обеспечивается получение сплава, упрочненного частицами нитрида. 28 з.п. ф-лы, 1ил.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке изделий из инструментальных сталей. Для увеличения глубины азотируемого слоя за короткий промежуток времени, повышения износостойкости перетачиваемого инструмента, изготовленного из отожженной заготовки, инструмент нагревают в вакуумной камере в среде аргона при давлении 0,2-0,67 Па до температуры не ниже 450° и не выше Ac1-(50-70)°C с обеспечением ионной очистки поверхности, затем при указанной температуре нагрева осуществляют ионно-плазменное азотирование в плазме азота или смеси газов аргона и азота с концентрацией азота не менее 20% путем двухступенчатого вакуумно-дугового разряда, при этом сила тока дуги составляет (80-100)±0,5А, а сила тока дополнительного анода - (70-90)±0,5 А при подаче на инструмент напряжения смещения в диапазоне от -50 В до -900 В в течение 0,5-2 час, охлаждение ведут в камере, а закалку и отпуск проводят по стандартному режиму для данной стали с получением азотированного слоя глубиной 2-2,5 мм. 2 пр.

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим способам обработки деталей, в частности к электроэрозионному легированию графитовым электродом и ионному азотированию поверхностей стальных деталей. Способ упрочнения поверхности термообработанной стальной детали включает операцию электроэрозионного легирования и операцию ионного азотирования, причем операцию ионного азотирования осуществляют до или после операции электроэрозионного легирования в течение времени, достаточного для насыщения поверхностного слоя детали азотом на глубину зоны термического влияния для предотвращения снижения в ней твердости. Операцию электроэрозионного легирования выполняют графитовым электродом по меньшей мере в два этапа со снижением энергии разряда на каждом последующем этапе. Первый этап легирования графитовым электродом проводят с энергией разряда 0,1-6,4 Дж и производительностью 0,2-4,0 см2/мин, а второй этап легирования графитовым электродом проводят с энергией разряда 0,1-2,83 Дж и производительностью 0,2-2,0 см2/мин. Обеспечивается повышение производительности без увеличения шероховатости. 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к линии изготовления азотированного листа из текстурированной электротехнической стали и к способу изготовления азотированного листа из текстурированной электротехнической стали с использованием упомянутой линии. Предложенная линия содержит зону азотирования для азотирования упомянутой полосы, зону охлаждения для охлаждения упомянутой полосы и зону нагрева для нагрева упомянутой полосы, расположенную перед зоной азотирования. Зона азотирования содержит расположенные напротив полосы положительные электроды для формирования тлеющего разряда и расположенные между положительными электродами и полосой отрицательные электроды для формирования тлеющего разряда. Между положительными и отрицательными электродами генерируется тлеющий разряд с образованием плазмы для азотирования полосы. В частном случае упомянутая линия выполнена с внутренней частью зоны азотирования, разделенной по ширине полосы на зоны для обеспечения раздельного контроля азотирования внутри каждой из разделенных зон. Указанный способ изготовления азотированного листа из текстурированной электротехнической стали осуществляют с использованием упомянутой линии, в котором после холодной прокатки и перед вторичным рекристаллизационным отжигом проводят непрерывное плазменное азотирование в тлеющем разряде полосы из текстурированной электротехнической стали с использованием упомянутой линии. С высокой точностью обеспечивается контроль степени азотирования, снижается время, необходимое для обработки, и получают улучшенные магнитные свойства по всей полосе. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к линии изготовления азотированного листа из текстурированной электротехнической стали и к способу изготовления листа из указанной стали с использованием данной линии. Упомянутая линия содержит зону азотирования для азотирования листа, зону охлаждения для охлаждения листа и зону нагрева для нагрева листа, расположенную перед зоной азотирования. Зона азотирования снабжена электродами тлеющего разряда, причем в качестве отрицательного электрода используется лист, подвергаемый плазменному азотированию в тлеющем разряде, а в качестве положительных электродов электроды тлеющего разряда, расположенные в камере азотирования. В предложенной линии зона азотирования в направлении ширины листа разделена на зоны для обеспечения раздельного контроля азотирования внутри каждой из разделенных зон. С использованием данной линии осуществляют способ изготовления азотированного листа из текстурированной электротехнической стали, в котором после холодной прокатки и перед вторичным рекристаллизационным отжигом проводят непрерывное плазменное азотирование в тлеющем разряде листа из текстурированной электротехнической стали. Обеспечивается равномерное азотирование стального листа, снижается время, необходимое для обработки стального листа, при стабильном получении превосходных магнитных свойств по всей полосе. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области термической и химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для обработки широкого ассортимента деталей машин и инструмента, изготовленных из стали. Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных изделий в магнитном поле включает проведение вакуумного нагрева изделия в плазме азота повышенной плотности, которую создают в тороидальной области осциллирующих электронов, движущихся по циклоидальным замкнутым траекториям, образованным в скрещенных электрическом и магнитном полях. Перед ионным азотированием путем интенсивной пластической деформации кручением формируют ультрамелкозернистую структуру материала изделия, обеспечивающую процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя азотом при азотировании. Обеспечивается повышение контактной долговечности и износостойкости за счет формирования ультрамелкозернистой структуры материала. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу восстановления частично удаленного упрочненного ионным азотированием слоя стальной детали. Проводят электроэрозионное легирование графитовым электродом (ЦЭЭЛ) с энергией разряда, при которой зона термического влияния при легировании не превышает толщины остатка поверхностного слоя стальной детали, упрочненного упомянутым ионным азотированием. В частных случаях осуществления изобретения после ЦЭЭЛ проводят безабразивную ультразвуковую финишную обработку (БУФО). ЦЭЭЛ осуществляют поэтапно со снижением на каждом последующем этапе энергии разряда. Стальную деталь восстанавливают в виде защитной втулки концевого уплотнения ротора. Обеспечивается качество поверхности стальных деталей, у которых в процессе изготовления или после сборки частично удаляется упрочненный поверхностный слой без демонтажа узла. 3 з.п. ф-лы, 22 ил., 2 табл.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам химико-термической обработки деталей из легированных инструментальных сталей, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения режущего инструмента. Способ ионного азотирования режущего инструмента из легированной стали включает размещение режущего инструмента в рабочей камере, активирование его поверхности перед ионным азотированием, подачу в камеру рабочей насыщающей среды, нагрев режущего инструмента до температуры азотирования и его выдержку при этой температуре до формирования необходимой толщины диффузионного слоя. Активирование поверхности режущего инструмента перед ионным азотированием проводят путем ионно-имплантационной обработки режущих кромок инструмента с помощью ионов иттербия или ионов иттербия и азота при энергии ионов от 20 до 25 кэВ, дозе облучения от 1,2⋅1017 см-2 до 2,0⋅1017 см-2. В частных случаях осуществления ионное азотирование проводят до получения толщины азотированного слоя в диапазоне от 12 мкм до 30 мкм. После ионного азотирования наносят многослойное покрытие из чередующихся слоев титана и нитрида титана или титана и нитрида титан-алюминия при толщине слоя титана 0,3…0,4 мкм и толщине слоя нитрида титана или нитрида титан-алюминия 1,0…2,0 мкм, при общей толщине многослойного покрытия от 10 мкм до 16 мкм. Ионную имплантацию, ионное азотирование и нанесение многослойного покрытия осуществляют в одном технологическом цикле вакуумной установки. Обеспечивается повышение износостойкости режущего инструмента 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к азотированию стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения машин

Наверх