Способ локальной обработки материала с эффектом полого катода при ионном азотировании

Авторы патента:

Будилов Владимир Васильевич (RU)

Золотов Илья Владимирович (RU)

Рамазанов Камиль Нуруллаевич (RU)

Хусаинов Юлдаш Гамирович (RU)

Рамазанов Игорь Степанович (RU)

C23C8/36 - с использованием ионизированных газов, например ионоазотирование (разрядные трубки с устройствами для ввода объектов или материалов, подлежащих воздействию разряда H01J 37/00)

Владельцы патента RU 2534906:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области термической и химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для поверхностного упрочнения материалов. Способ азотирования стальной детали в плазме тлеющего разряда включает размещение стальной детали и перфорированного экрана в вакуумной камере, осуществление катодного распыления, вакуумный нагрев детали в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотсодержащего и инертного газов, с формированием участков с разнородной структурой стали, при этом переходный участок между участками с разнородной структурой имеет микронеоднородную структуру с постепенным изменением одного вида в другой. Разнородную структуру стали формируют в виде макронеоднородной структуры посредством перфорированного экрана, выполненного с отверстиями диаметром d, причем 2·l<d<4·l, где l - толщина катодного слоя, и плотно прилегающего к обрабатываемой детали, для обеспечения возможности получения на поверхности чередующихся азотированных в тлеющем разряде с эффектом полого катода участков с неазотированными участками. Обеспечивается повышение контактной долговечности и износостойкости упрочненного слоя за счет локальной обработки и создания макронеоднородной структуры материала. 5 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для поверхностного упрочнения материалов.

Известен способ (патент РФ №2127330, кл. С23С 8/26, 10.03.99) термической обработки для образования высокопрочного аустенитного поверхностного слоя в нержавеющих сталях, включающий азотирование в содержащей азот газовой атмосфере при 1000-1200°С и последующее охлаждение со скоростью, позволяющей избежать выделения нитрида.

Недостатком аналога является:

- сложность оборудования и технологии, а также необходимость проектирования специального оборудования;

- отсутствие возможности создания неоднородной структуры.

Известен способ (патент РФ №2362831, кл. С23С 8/38, 27.07.2009) 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. 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.

Недостатком аналога является отсутствие возможности создания неоднородной структуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ создания неоднородной структуры материала при азотировании в тлеющем разряде (патент РФ №2409699, кл. С23С 8/36, С23С 8/24, 20.01.2011), включающий катодное распыление, вакуумный нагрев изделий в плазме тлеющего разряда повышенной плотности, состоящей из смеси азотосодержащего и инертного газов, формируемой между деталью и экраном. С помощью экрана с ячейками формируют неоднородную плазму тлеющего разряда и создают дифференцированную структуру в материале путем получения в нем разнородных структур, при этом переходный участок между участками с различной структурой имеет микронеоднородную структуру с постепенным изменением от одного вида в другой.

Недостатком ближайшего аналога является:

- сложность конструкции по сравнению с предлагаемым;

- сложность отладки технологического процесса;

- сложность создания и контроля неоднородной плазмы;

- отсутствие возможности сохранения на поверхности сплошной матрицы микротвердости исходного материала.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение прочностных и трибологических характеристик материала.

Технический результат - повышение контактной долговечности и износостойкости упрочненного слоя за счет локальной обработки и создания макронеоднородной структуры материала.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе азотирования стальной детали в плазме тлеющего разряда, включающем размещение стальной детали и перфорированного экрана в вакуумной камере, осуществление катодного распыления, вакуумный нагрев детали в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотсодержащего и инертного газов, с формированием участков с разнородной структурой стали, при этом переходный участок между участками с разнородной структурой имеет микронеоднородную структуру с постепенным изменением одного вида в другой, согласно изобретению разнородную структуру стали формируют в виде макронеоднородной структуры посредством перфорированного экрана, выполненного с отверстиями диаметром d, величина которого определяется выражением 2·l<d<4·l, где l - толщина катодного слоя, и плотно прилегающего к обрабатываемой детали, с возможностью получения на поверхности чередующихся, азотированных в тлеющем разряде с эффектом полого катода участков с неазотированными участками.

Дифференцированная обработка, сочетающая общие (объемные) и локальные (местные) воздействия на материал, позволяет получить регулярную неоднородную структуру как на поверхности, так и в объеме сплавов. В ряде случаев исходное горячекатаное или литое состояние можно рассматривать как результат общей обработки, обеспечивающей требуемые свойства исходному материалу. Дифференцированная структура создается в мономатериале путем получения в нем разнородных структур. Между участками с различной структурой существует переходный участок с микронеоднородной структурой, в которой структура постепенно изменяется от одного вида в другой, что обеспечивает хорошую совместимость между участками с различными свойствами. Тем самым возможно получение участков с чередованием прочностных и пластических свойств как на поверхности, так и в объеме материала, то есть макронеоднородных структур [Л.С.Малинов, В.Л.Малинов. Ресурсосберегающие экономнолегированные сплавы и упрочняющие технологии, обеспечивающие эффект самозакалки. - Мариуполь: ПГТУ, 2009, с.230-231]. Присутствие участков повышенной пластичности подавляет развитие микротрещин, возникших при нагружении в участках высокой твердости, и повышает конструктивную прочность [Лазерная обработка железомарганцовистых сталей / Л.С.Малинов, Е.Я.Харланова, С.В.Данно и др. // Физика и химия обработки материалов. - 1987. - №2. - С.47-49]. Участки высокой твердости способствуют повышению износостойкости. Таким образом, наличие на поверхности материала макронеоднородных структур позволяет сочетать высокие физико-механические и триботехнические свойства поверхностного слоя деталей машин.

Обрабатываемая деталь и перфорированный экран находятся под отрицательным потенциалом. Геометрические размеры ячейки экрана выбираются таким образом, чтобы в ней сформировалась плазма с повышенной концентрацией частиц (возник эффект полого катода). В условиях проявления эффекта полого катода скорость насыщения поверхности ионами азота существенно выше несмотря на более низкое напряжение горения разряда [Будилов В.В., Рамазанов К.Н. Технология ионного азотирования деталей ГТД в тлеющем разряде с полым катодом // Вестник УГАТУ. 2008. №1(26). С.82-86].

Суммарная упрочненная зона может достигать от 25% до 60% [Андрияхин В.М., Васильев В.А., Седунов В.К., Чеканова Н.Т. Влияние схемы упрочнения гильз цилиндров лазерным излучением на износостойкость. Металловедение и термическая обработка металлов, 1982, №9, с.41-43, Любченко А.Л., Липовецкий Л.С, Глушкова Д.Б. Повышение износостойкости стальных поверхностей путем лазерной обработки. Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. №33. С.35-37]. Зазор между перфорированным экраном и поверхностью материала должен быть менее 1 мм, т.к. тлеющий разряд при таких зазорах не образуется и не доступен для осаждения продуктов реакций [Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение, 1976, с.162-163].

Существо изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема азотирования деталей на модернизированной установке ЭЛУ-5, где 1 - источник питания, 2 - анод, 3 - деталь (катод), 4 - перфорированный экран, 5 - вакуумная камера. На фиг.2 изображены схема обработки и распределение микротвердости по поверхности упрочненного слоя в тлеющем разряде с эффектом полого катода, где 3 - деталь (катод), 4 - перфорированный экран, 6 - плазма повышенной плотности, 7 - кривая изменения твердости, d - диаметр отверстия экрана, а - шаг перфораций, h - толщина перфорированного экрана (h ≈ 5 мм). На фиг.3 изображен перфорированный экран, где d - диаметр отверстий экрана (2·1<d<4·1,1 - толщина катодного слоя), a, b - шаги перфораций. На фиг.4 и на фиг.5 изображены примеры реализации способа в виде трехмерных моделей, где 3 - деталь (катод), 4 - перфорированный экран.

Пример конкретной реализации способа

Способ осуществляется следующим образом. В вакуумной камере 5 модернизированной установки ЭЛУ-5 (фиг.1) устанавливают обрабатываемую деталь 3 из стали 40ХН и перфорированный экран 4 (фиг.2, 3). Далее подключают их к отрицательному электроду, герметизируют камеру и откачивают воздух до давления 10 Па. Затем, после эвакуации воздуха камеру продувают рабочим газом 5-15 минут при давлении 1000-1330 Па, затем откачивают камеру до давления 50 Па, подают на электроды напряжение и возбуждают тлеющий разряд. При напряжении 800-1000 В осуществляют катодное распыление. После 10-15-минутной обработки по режиму катодного распыления напряжение понижают до рабочего, а давление повышают до 120 Па, необходимого для зажигания тлеющего разряда. В качестве рабочего газа использовали аргон и смесь азота, аргона и ацетилена (N₂ 25%+Аr 70%+С₂Н₂5%). Азотирование в тлеющем разряде производят при ρ=110-130 Па, j-1-2 мА/см², U=600-650 В. Температура поверхности обрабатываемой детали не превышала 530°С. Все процессы проходят за один технологический цикл, в одной камере и в одной атмосфере. После обработки изделие охлаждается вместе с вакуумной камерой под вакуумом. В результате обработки твердость азотированных участков составила H_v=6100 МПа, неазотированных, как и у исходного материала, - Hv=2650 МПа. Толщина диффузионного слоя - 0,25 мм. Характер распределения микротвердости по поверхности упрочненного слоя изображен на фиг.2. Данный способ позволяет создавать макронеоднородную структуру как на плоских (фиг.4), так и на цилиндрических наружных (фиг.5) и внутренних поверхностях. Созданная макронеоднородная структура повышает контактную долговечность и износостойкость, вследствие чего повышаются прочностные и трибологические характеристики материала.

Способ азотирования стальной детали в плазме тлеющего разряда, включающий размещение стальной детали и перфорированного экрана в вакуумной камере, осуществление катодного распыления, вакуумный нагрев детали в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотсодержащего и инертного газов, с формированием участков с разнородной структурой стали, при этом переходный участок между участками с разнородной структурой имеет микронеоднородную структуру с постепенным изменением одного вида в другой, отличающийся тем, что разнородную структуру стали формируют в виде макронеоднородной структуры посредством перфорированного экрана, выполненного с отверстиями диаметром d, причем 2·l<d<4·l, где l - толщина катодного слоя, и плотно прилегающего к обрабатываемой детали, для обеспечения возможности получения на поверхности чередующихся азотированных в тлеющем разряде с эффектом полого катода участков с неазотированными участками.

Изобретение относится к области термической и химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности, для поверхностного упрочнения материалов.

Способ и устройство для ускоренного азотирования деталей машин с использованием импульсов электромагнитного поля // 2532779

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу ионоазотирования деталей машин с использованием импульсов электромагнитного поля. Обеспечивают подачу в камеру для азотирования реакционного газа, его нагрев с одновременным генерированием в камере переменного электромагнитного поля посредством соленоида.

Способ ионно-плазменного азотирования длинномерной стальной детали // 2528537

Изобретение относится к способу ионно-плазменного азотирования длинномерной стальной детали. Способ включает нагрев детали, изотермическую выдержку, предварительное азотирование, окончательное азотирование и охлаждение.

Способ изготовления деталей машин с получением субмикро- и наноструктурированного состояния диффузионного приповерхностного слоя при азотировании // 2524892

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам повышения механических свойств приповерхностных слоев деталей машин из сплавов на основе железа с получением субмикро- или наноструктурированного состояния диффузионных слоев.

Способ формирования микроструктурированного слоя нитрида титана // 2522919

Изобретение относится к способу формирования микроструктурированного слоя нитрида титана. Формирование микроструктурированного слоя нитрида титана осуществляют путем воздействия на титановую подложку фемтосекундным лазерным излучением с энергией в импульсе порядка 100 мкДж и с плотностью мощности в импульсе порядка 1013 Вт/см2 в среде жидкого азота.

Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя и состав слоя // 2522872

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу азотирования деталей узлов трения скольжения с получением наноструктурированного приповерхностного слоя.

Способ повышения стойкости стальных трубопроводов к коррозии цементацией // 2488649

Изобретение относится к способам повышения стойкости металла к коррозии и может быть использовано в подземном трубопроводном транспорте. .

Способ обработки длинномерной стальной детали // 2455386

Изобретение относится к области обработки поверхности длинномерных прецизионных цилиндров скважинных насосов, работающих в условиях абразивного износа. .

Установка для вакуумной ионно-плазменной обработки длинномерных изделий // 2450083

Изобретение относится к вакуумной ионно-плазменной технологии, а именно к устройствам для обработки длинномерных изделий. .

Способ получения изделий // 2440794

Изобретение относится к способу получения изделий из материала на основе титана с покрытием, представляющих собой полусферическую головку медицинской полусферической фрезы.

Способ локальной обработки материала при азотировании в тлеющем разряде // 2534907

Изобретение относится к области термической и химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для поверхностного упрочнения материалов. Способ азотирования стальной детали в плазме тлеющего разряда включает размещение стальной детали и перфорированного экрана в вакуумной камере, осуществление катодного распыления, вакуумный нагрев детали в плазме тлеющего разряда, состоящей из смеси азотсодержащего и инертного газов, с формированием участков с разнородной структурой стали, при этом переходный участок между участками с разнородной структурой имеет микронеоднородную структуру с постепенным изменением одного вида в другой. Разнородную структуру формируют в виде макронеоднородной структуры стали посредством перфорированного экрана, выполненного с отверстиями диаметром d, причем d>4·l, где l - толщина катодного слоя, и плотно прилегающего к обрабатываемой детали для обеспечения возможности получения на поверхности участков, азотированных в тлеющем разряде, чередующихся с неазотированными участками. Обеспечивается повышение контактной долговечности и износостойкости упрочненного слоя за счет локальной обработки и создания макронеоднородной структуры материала. 4 ил., 1 пр.

Способ формирования нанокомпозитного покрытия на поверхности изделия // 2541261

Изобретение относится к области машиностроения, к способам образования защитных покрытий на изделиях, имеющих тонкостенные и толстостенные части и выполненных из стали или титанового сплава. Проводят очистку изделий в вакуумной камере в среде инертного газа, затем осуществляют ионное травление, ионно-плазменное азотирование, чередующееся с ионным травлением, и нанесение нанокомпозитного покрытия методом физического осаждения из паровой фазы посредством магнетронов. Температуру тонкостенных и толстостенных частей изделий выравнивают во время очистки изделий в среде инертного газа, ионного травления, ионно-плазменного азотирования, чередующегося с ионным травлением, и нанесения нанокомпозитного покрытия путем размещения изделий так, чтобы тонкостенная часть одного изделия располагалась между толстостенными частями других изделий. Упомянутое нанесение нанокомпозитного покрытия проводят путем нанесения микрослоя из нанослоев толщиной 1-100 нм из титана и хрома и последующего нанесения микрослоя из нанослоев толщиной 1-100 нм из нитридов титана и хрома. В частных случаях осуществления изобретения микрослой из титана и хрома наносят толщиной 0,3-0,8 мкм путем последовательного прохождения изделия перед магнетронами с мишенями из указанных материалов. Микрослой из нитридов титана и хрома наносят толщиной 2,5-3 мкм путем последовательного прохождения изделия перед магнетронами с мишенями из титана и хрома при подаче в камеру азота. Повышается срок службы покрытия в условиях эрозии, коррозии и высоких температур. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1пр.

Устройство для химико-термической обработки деталей в несамостоятельном тлеющем разряде // 2544729

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов, в частности к ионному азотированию, и может быть использовано в машиностроении, автостроении и арматуростроении. Устройство для химико-термической обработки детали в несамостоятельном тлеющем разряде содержит вакуумную камеру и подложку для размещения деталей, источник питания, соединенный отрицательным полюсом с подложкой, положительным - с корпусом камеры, термоэмиссионный электрод, второй источник питания, соединенный отрицательным полюсом с термоэмиссионным электродом, положительным - с корпусом камеры, полый цилиндрический электрод, имеющий внутренний диаметр, превышающий геометрические размеры обрабатываемой детали, и термоэмиссионный электрод, расположенный коаксиально с цилиндрическим электродом. Устройство дополнительно содержит второй полый цилиндрический электрод, расположенный коаксиально первому электроду и образующий с первым электродом электростатическую линзу. Ось симметрии полых цилиндрических электродов ориентирована под углом, равным критическому углу падения ионного потока на поверхность обрабатываемой детали. Термоэмиссионный электрод расположен в фокусе электростатической линзы. Повышается предел выносливости деталей, и снижаются энергозатраты при проведении химико-термической обработки. 1 ил.

Способ нанесения нанокомпозитного покрытия на поверхность изделия из жаропрочного никелевого сплава // 2547381

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к методу образования защитного нанокомпозитного покрытия на поверхности изделия из жаропрочного никелевого сплава, подверженного высоким температурам и механическим нагрузкам. Проводят очистку изделия и вакуумной камеры в среде инертного газа, осуществляют ионное травление, после которого осуществляют ионно-плазменную цементацию, дополнительно проводят ионное травление поверхности изделия и нанесение покрытия методом физического осаждения из паровой фазы. Ионно-плазменную цементацию с последующим ионным травлением проводят поэтапно с числом этапов N, причем N≥1, до насыщения углеродом приповерхностного слоя упомянутого изделия на глубину до 50 мкм. На поверхность изделия наносят не менее одного микрослоя из нихрома и сплава алюминия с кремнием, который состоит из нанослоев указанных материалов толщиной 1-100 нм, а затем наносят микрослой из нанослоев оксидов нихрома и сплава алюминия с кремнием толщиной 1-100 нм. В частных случаях осуществления изобретения общая толщина микрослоя из нихрома и сплава алюминия с кремнием составляет 2,3-3,0 мкм, при этом указанный микрослой наносят путем последовательного прохождения изделия перед мишенями магнетронов из указанных материалов. Толщина микрослоя из оксидов нихрома и сплава алюминия с кремнием составляет 0,5-1,5 мкм, при этом указанный микрослой наносят путем последовательного прохождения изделия перед мишенями магнетронов из указанных материалов при подаче в камеру кислорода. Обеспечивается повышение долговечности и жаростойкости никелевого сплава в условиях высокотемпературного окисления и эрозионного воздействия. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Способ формирования износостойкого покрытия на поверхности металлической детали // 2548835

Изобретение относится к области технологии машиностроения и может быть использовано в процессах упрочнения деталей машин и инструментов. Способ включает воздействие на поверхность детали ионизированным газом, полученным пропусканием его через электроразряд, при этом покрытие формируют, по меньшей мере, локальным с помощью сопла, расположенного на расстоянии 8-10 мм от поверхности детали под углом 70-80° к ней, при этом в качестве ионизированного газа используют озонированный воздух, который получают с помощью коронного электроразряда силой тока 400 мкА, создаваемого внутри упомянутого сопла, а воздействие озонированным воздухом на поверхность детали осуществляют с давлением 0,2 кгс/см2 при комнатной температуре. Воздействие озонированным воздухом на деталь из титановых сплавов осуществляют в течение 3 часов, на деталь из быстрорежущих сплавов - в течение 3,5 часов, на деталь из твердых сплавов - в течение 4 часов. Применение данного изобретения позволяет значительно упростить способ формирования износостойкого покрытия, а также снизить трудоемкость и затраты на осуществление этого процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ ионно-плазменного прецизионного азотирования поверхностей металлических изделий // 2555692

Изобретение относится к плазменной химико-термической обработке, а именно к способу ионно-плазменного прецизионного азотирования металлических поверхностей, и может быть использовано в машиностроении, двигателестроении, металлургии и других отраслях промышленности. Предварительно инициируют газоразрядную плазму на основе аргона. После выдержки в инициированной плазме на основе аргона в газоразрядную плазму вводят азот, подают отрицательный потенциал смещения на обрабатываемое изделие с плавным изменением его до рабочего значения и осуществляют изотермическую выдержку. После этого заменяют аргон-азотную смесь чистым азотом, создавая плазменный поток, содержащий ионы азота, повышают отрицательный потенциал смещения и температуру изделия и выполняют изотермическую выдержку в азотной плазме. В результате на поверхности изделия формируется азотированный слой со стабильно равновесной микроструктурой без хрупкой поверхностной структуры и, как следствие, увеличивается твердость, отсутствует коробление изделий, обеспечивается сохранение исходных геометрических размеров при одновременном ускорении азотирования в 3-5 раз. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр., 6 ил.

Способ упрочнения поверхности титановых сплавов в вакууме // 2558320

Изобретение относится к области термической, химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности. Способ упрочнения поверхностей деталей из титановых сплавов включает азотирование с последующим отжигом. Азотирование деталей проводят в вакуумной камере в газовой смеси 15 мас.% азота и 85 мас.% аргона при температуре 650-700°C путем вакуумного нагрева в плазме повышенной плотности с эффектом полого катода. Плазму повышенной плотности формируют между деталью и экраном, выполненным с отверстиями и изготовленным из титанового сплава, затем проводят вакуумный диффузионный отжиг в аргоне при температуре 800-850°C. Повышается твердость и контактная износостойкость титановых сплавов, при меньшем давлении рабочего процесса и меньшем временем выдержки. 3 ил., 1 пр.

Способ химико-термической обработки детали из легированной стали // 2559606

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам химико-термической обработки металлов и сплавов, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, в том числе деталей, работающих в парах трения, а также режущего инструмента и штамповой оснастки. Способ химико-термической обработки детали из легированной стали включает размещение детали в рабочей камере, активирование поверхности детали перед химико-термической обработкой, подачу в камеру рабочей насыщающей среды, нагрев детали до температуры химико-термической обработки и выдержку при этой температуре до формирования необходимой толщины диффузионного слоя. Активирование поверхности детали перед химико-термической обработкой проводят с помощью ионно-имплантационной обработки поверхности детали при энергии ионов от 25 до 30 кэВ, дозе облучения от 1,6·1017 см-2 до 2·1017 см-2, скорости набора дозы облучения от 0,7·1015 с-1 до 1·1015 с-1 и при использовании в качестве имплантируемых ионов следующих элементов: С, N или их комбинации. В частных случаях осуществления изобретения химико-термическую обработку детали проводят ионно-плазменным методом. В качестве ионно-плазменного метода используют ионно-плазменное азотирование, или ионно-плазменную цементацию, или ионно-плазменную нитроцементацию. Обеспечивается повышение производительности и качества процесса химико-термической обработки, а также повышение износостойкости деталей после нее. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в вакууме // 2562185

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к химико-термической обработке поверхности изделий из титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей двигателей, работающих в условия износа, в медицине и других отраслях промышленности. Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов осуществляют азотированием в тлеющем разряде в вакуумной камере в газовой смеси 15 мас.% азота и 85 мас.% аргона при температуре 650-700°С путем вакуумного нагрева в плазме повышенной плотности с эффектом полого катода. Плазму повышенной плотности формируют между деталью и экраном, выполненным с отверстиями и изготовленным из титанового сплава. Обеспечивается интенсификация процесса азотирования и повышение твердости и контактной износостойкости упрочненного слоя титановых сплавов при меньшем давлении в процессе азотирования и меньшем временем выдержки. 6 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в тлеющем разряде // 2562187

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к химико-термической обработке поверхности изделий из титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей двигателей, работающих в условия износа. Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов азотированием в тлеющем разряде осуществляют азотированием в вакуумной камере в газовой смеси 15 мас.% азота и 85 мас.% аргона при температуре 650-700°С путем вакуумного нагрева в плазме повышенной плотности с эффектом полого катода в течение 4 часов. Плазму повышенной плотности формируют между деталью и экраном, выполненным с отверстиями и изготовленным из титанового сплава. Затем повышают давление до 300 Па и проводят азотирование в газовой среде азота при температуре 650-700°С в течение 4 часов без эффекта полого катода. Обеспечивается увеличение контактной долговечности и износостойкости упрочненного слоя за счет комбинированной обработки азотированием различными способами за один технологический цикл в одном вакуумном объеме. 5 ил., 1 пр.