1692164 - Способ упрочняющей обработки поверхности изделий

Способ упрочняющей обработки поверхности изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам ионно-лучевой модифицирующей обработки поверхности материалов и изделий и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях народного хозяйства . Целью изобретения является повышение кикротвердости и износостойкости рабочей поверхности в условиях значителоных термических воздействий. Способ заключается в формировании пучка заряженных частиц путем бомбардировки ионами азота мишени, выполненной из легирующего материала , и облучении поверхности ускоренными заряженными частицами. Отличительной особенностью способа является использование мишени, выполненной из химического соединения тугоплавкого металла IVa-VIa группы Периодической системы с бором или углеродом с избытком бора или углерода в пределах 20-50 от стехиометрижского содержания этого элемента в соответствующем химическом соединении тугоплавкого металла. Предлагаемый способ обеспечивает белее высокое приращение микротвердости и сопротивление изнашиванию ичделий (о 1 ,2-1,4 раза) по сравнению со способом-прототипом . Использование мишени , содержащей наряду с боридом или карбидом тугоплавкого металла кремний в пределах 20-50 атД от количества бора или углерода в ней позволяет увеличить износостойкость изделия, работающего при высоких термических воздействиях. 1 табл. ю (Л с 05 со tsD

СОК)3 СОБЕТСНИХ

СО.1ИАДИСТИЧЕСНИХ

И:.СПУБЛЙН . (g1); С 23 Г 14/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯУ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.06.92.Бюл. йл 24 (21) 4496736/21 (22) 21, 10.88 (72) В.И.Савостиков, А.Д.Коротаев, А. Н. Таба ченко, В.Л ° Баранник и В.А.Поиазен«о (53) 621 ° 793.14(088.8) (56) Патент США 3988955, кл. С 23 D 1/10, 1976;

Авторское свидетельство СССР

N 1070945, кл. С 23 С 13/00, 1986. (54) СПОСОБ УПРОЧНЯО<(ЕЙ ОБРАБОТ!<И

ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к способаи ионно-лучевой модифицирующей обработки поверхности материалов и изделий и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях народного хозяйства. Целью изобретения явля" ется повышение иикротвердости и износостойкости рабочей поверхности

B условиях значительных термических воздействий. Способ заключается в

Формировании пучка заряженных частиц путем бомбардировки ионаии азоИзобретение относится к области машиностроения, конкретно к способаи повыше <ия износостойкости рабочих поверхностей материалов и изделий и может быть использовано в дp/Ãèõ областях народного хозяйства, Целью изобретения является увеличел<ие износостойкости иэделия я условиях высоких термических воздсйствий, „„5U„, 692164 та мишени, выполненной из легирующего иатериала, и облу-tQHHH поверхности ускоренными эаряженнь<ми частицами. 0Тличительной особенностью способа является использование мишени, Bbfполненной из химического соединения тугоплавкогo металг<а ЕУа-7!а группы

Периодической системы с бором или углеродом с изрыт«ои бора или углерода в пределах 20- С> от стехиоиетрического содержания этого элемента в соответствующем химическом соединении тугоплавкого металла . Предлагаемый способ обеспечивает более высокое приращение иикротвердости и сопро" тивление изнашиванию иэделий (<3

1,2-1,4 раза) по сравнению со способом-протптипои.Испольэояа«ие мишени, содержащей наряду с боридом или карбидом тугоплавкого металла кремний в пределех 20-50 ат.<, от количества бора или углерода в ней

/ позволяет увеличить износостойкость изделия, работающего при высоких термических воздействиях. 1 табл, Это достигается теи, что при hopми pов<1 ни и пуi < ка за р яжt3<<ных i

20-50 ат,3 от. количест на бора их1и уг- 10 перода в ней, способствует образова>I»e, наряду с боридаии или карбидами .тугоппавкого металла, силицидов, Это

Обеспечивает увеличение иэносастойкости поверхности в условиях высоких терм« еских воздействий. В таопице пр»г1едены результаты сравнительных измврений иикротвердости и сопротивления изнашиваемости сталей Х12Н

« шх15, облученнь1х с распылением ми- 20 шеtlåé различного химического состава

Способ заключается в формировании . пучка заряженных частиц путем бомбардировки ионами азота мишени, выпох1ненной из химического соединения ту1-оппавкого металла (титана ипи гаф"

«111г1) с бором или углеродом, и облу1е11«» у11рочнлемой понеэхности ускс.Р< 111111 М И 3 а P Л ж !" Н11Ь 1М И Р(а С Т И Ц а1ЛИ „11 С П Грл Ъ 3 0г1ание н качестве распь1пяемой мишени бор»да ипи карбида тугоппавкогс л!етапла и химически активного элемента (бора

«пи угх1ерода) одновременно повышает явроятность их синтеза в приповерх3 1 настном слое с Образованием высокотнердь1х иэносостойких соединений„

Однако из-за раэнОсти масс состав лающих элемен гов ионного г1учка и соответственно более высокого знаll0

1!" Нип проектинного про<1ега х1егкого элемента (боРа или УглеРОЛа) р в говерхност11ОМ слОе Облучаемс1Г ct мате риахга об ьемна11 концентрация атоиов бора ипи углерода су1цественно мень/1 „, ш! . О!ръеинОЙ конЦентраЦии атомов ту" гоплавкого металла, чтср снижает вероятность синтеза вь1сокотвердь1х боридов или карбидов туг опла вко! о

1Л<.талла р а ЗНаЧ«т УМЕ1ЛЬ 11!а Ет МИКРО,р т1 ердост ь и иэносос;-ойкос гь г GBep)< ностей, Изобретение имеет следующие пр= "" имущества: расширение номенклатуры упрочняеиых материалов и иэдех1«йр

p,".c.øèðåHèe области эксплуатации уппрочненных иэделий, вкх1ючая условия работы при высоких термических воздействиях на рабочую поверхность, более значительное увеличение иэно" состойкости и срока службы изделий.

Все перечисленные преимущества имеют особо важное значение для ответственных деталей узлов трения и металлообрабатывающего инструмента, Пример, Изготовляют мишени иэ следующих порошковых композиций:

М 1- Ti, В, Н 2 "НХ, В, И 3 - 7.r, В, И Ч-Ti, В, Si, При подготовке исходных порошковых смесей содержание химически активных элементов - бора и углерода заранее рассчитывается в ат.> и варь" ируется от стехиометрического значения в соответствующих соединениях (боридах или карбидах) p,о избытка в 120 ат.Ж. В случае композиции Р Й приготовляется смесь (Т).В +

+ 20 ат,IБ) с добанкаии кремния от

10 до 60 ат.4 от общего содержания бора н мишени. Мишени изготовляются методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза под дав" пением. Ионно-пхгазменное распыление мишеней и облучение упрочняемой поверхности осуществляют на установ" ке с источникорл ионов на основе разряда в попом катоде. Для бомбардирояа1!Ия мишеней используют азот. Ус" коряющее напряжение, Определяющее э1лергию ионсв в рябо !ерл пучке, составляет 40 кВ во всех спу 1аях. Плотность ионного тока на подложке около $0 мкА/си, доза ионов х ,, 101 г . -2

На установке Облучаются Обр1эцы штамповой стали Х12М, подшипниковой слал ШХ15, ныр бные штампы из сталей

Х12М (матрица) и 9ХС (пуансон), твер" досгтавные резцы иэ сплава И<8.

На Образцах сталей Х12М и ЙХ15 измеряется микротвердость до и после обпу«ения (прибор ПМТ-3, нагрузка на I и11х ентор 1 5 1 ) формула изобретения

Способ упрочняющей обработки поверхности изделий, нключающий формирОва ние пу«1<а за ряженных частиц пу " тем бомбардировки ионами азота 1лишени, содержащей химичес:

4 тов с бором или углеродом и облуче1 ние поверхности ускоренными заряженными частицами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения износостойкости изделия в условиях высоких термических воздействий, в процессе бомбардировки используют мишень, дополнительно содержащую кремний в пределах 20-50 ат.» от количества бора или углерода.

Состав распыляемой кллм Ниу «100» мишени Нис л

Марка стали значение твердости облученного образца, - исходная твердость стали;

- сопротивление изнашиванию образцов

- количество просверленных отверстий сверлом, облученным с распылением мишени i-го компонентного состава;

- количество просверленных отверстий неупрочненным сверлом.

Немал

Ниск

1Е

Составитель В.Милославская.

Техред M,Моргеятал Корректор Л Пилипенко

Редактор С.Окина

Заказ 281 7 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская нэб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191

Х12М

Х!2М

Х12М

ШХ15

Х12М

ХI2È

Х12М

TiBz(прототип)

TiB + 5 ат.» В

TaB + 10 ат.» В

Т В + 50 ат.» В

TiBq + 100 ат,» В

TiB + 170 ат.» В

Т1В (прототип)

Т1В + 5 ат,»

TiB; + 10 ат » В

+ 5»T.»

TiB + 100 ат.» В

TiB + 120 ат,» В

Hf C (прототип)

HfC + 5 ат,» С

HfC + 10 ат.» С

HfC + 50 ат,» С

HfC + 100 ат,» С

HfC + 120 ат.» С

ZrB (прототип)

ZrB + 5 ат.» В

ZsB + 10 ат.» В

ZrB + 50 ат.» В

ZrB + 100 ат,» В

ZrB + 120 ат.» В l8

24 29

1,00

1,06

1,40

1,10

0,95

1,00

1,00 I, 08

1,22

1,05

0,91

1,00

1,08

1,27

1,t5

0,90

1,00

0,98

1,05 1,43

1,20

0,95

Способ упрочняющей обработки поверхности изделий

Патент 1692164