Выпуски УФМ »  Том 20, выпуск 3

Азотирование в геликонном разряде как перспективный метод изменения поверхностных свойств стальных деталей

Э. М. Руденко$^{1}$, В. Е. Панарин$^{1}$, П. А. Киричок$^{2}$, Н. Е. Свавильный$^{1}$, И. В. Короташ$^{1}$, А. А. Палюх$^{2}$, Д. Ю. Полоцкий$^{1}$, Р. Л. Трищук$^{2}$

$^1$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^2$Издательско-полиграфический институт Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», ул. Янгеля, 1/37, 03056 Киев, Украина

Получена: 15.04.2019; окончательный вариант — 27.06.2019. Скачать: PDF logoPDF

Рассмотрены основные типы современных технологий азотирования, их преимущества и недостатки. Предложена инновационная технология ионного азотирования в плазме высокочастотного геликонного разряда для упрочнения поверхности и приповерхностных слоёв деталей, работающих в условиях трения скольжения. Экспериментально установлено упрочнение стальных образцов методом ионного азотирования в геликонном разряде, который (в широком диапазоне параметров функционирования) позволяет влиять на протекание процесса диффузионного насыщения атомами азота. Представлены результаты измерения микротвёрдости по глубине азотированных образцов стали (C45 по европейской маркировке сталей). Показана возможность регулирования градиента триботехнических свойств деталей трения путём изменения параметров технологического процесса ионного азотирования в геликонном разряде.

Ключевые слова: азотирование, упрочнение, ионное азотирование в геликонном разряде, диффузионные покрытия, повышение износостойкости.

Citation: E. M. Rudenko, V. Ye. Panarin, P. O. Kyrychok, M. Ye. Svavilnyi, I. V. Korotash, O. O. Palyukh, D. Yu. Polotskyi, and R. L. Trishchuk, Nitriding in a Helicon Discharge as a Promising Technique for Changing the Surface Properties of Steel Parts, Usp. Fiz. Met., 20, No. 3: 485–501 (2019); doi: 10.15407/ufm.20.03.485

Цитированная литература (38)  
    1. M. A. Balter, Uprochnenie Detaley Mashin [Hardening of Machine Parts] (Moscow: Mashinostroenie: 1978) (in Russian).
    2. W. A.-R. Dhafer, V. Kostyk, K. Kostyk, A. Glotka, and M. Chechel, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3, No. 5 (81): 44 (2016). Crossref
    3. M. Ogórek, Z. Skuza, and T. Frączek, Logistyka, No. 6: 351 (2015) (in Polish).
    4. R. L. Trishchuk, Tekhnologiya i Tekhnyka Drukarstva [Technology and Equipment of Printing], No. 1 (59): 48 (2018) (in Ukrainian). Crossref
    5. V. B. Molodkin, H. I. Nizkova, Ye. I. Bogdanov, S. I. Olikhovskii, S. V. Dmitriev, M. G. Tolmachev, V. V. Lizunov, Ya. V. Vasylyk, A. G. Karpov, and O. G. Voytok, Usp. Fiz. Met., 18, No. 2: 177 (2017) (in Ukrainian). Crossref
    6. V. V. Lizunov, I. M. Zabolotnyy, Ya. V. Vasylyk, I. E. Golentus, and M. V. Ushakov, Usp. Fiz. Met., 20, No. 1: 75 (2019). Crossref
    7. Y. Meshkov, S. Kotrechko, and A. Shiyan, Bulletin of Prydniprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture, No. 5: 39 (2013) (in Russian).
    8. P. V. Kaplun, V. A. Honchar, B. I. Tiutiunyk, and P. V. Matviishyn, Problemy Trybologii [Tribology Problems], No. 2: 16 (2017) (in Ukrainian).
    9. V. G. Kaplun, Fizicheskaya Inzheneriya Poverkhnosti [Physical Engineering of Surface], 14, No. 2: 141 (2003) (in Russian).
    10. А. Rudyk, Bulletin of NTU ‘KhPI’. Series: Mechanical-Technological Systems and Complexes, No. 19 (1241): 22 (2017) (in Ukrainian).
    11. I. M. Pastukh, Teoriya i Praktika Bezvodorodnogo Azotirovaniya v Tleyushchem Razryade [Theory and Practice of Hydrogenated Nitriding in Glow Discharges] (Kharkiv: NSC ‘Kharkiv Inst. Phys.-Technol.’: 2006) (in Russian).
    12. C. C. Wei, Adv. Sci. Lett., 12, No. 1: 148 (2012). Crossref
    13. B. B. Fernandes, S. Mändl, R. M. Oliveira, and M. Ueda, Appl. Surf. Sci., 310: 278 (2014). Crossref
    14. K. Köster, P. Kaestner, G. Bräuer, H. Hoche, T. Troßmann, and M. Oechsner, Surf. Coat. Technol., 228: 615 (2013). Crossref
    15. M. Campos, S. D. de Souza, S. de Souza, and M. Olzon-Dionysio, Hyperfine Interact., 203, Iss. 1–3: 105 (2011). Crossref
    16. S. A. Gerasimov, A. V. Zhikharev, and V. A. Golikov, Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 6: 24 (2000) (in Russian).
    17. A. V. Gavrilova, S. A. Gerasimov, G. F. Kosolapov, and Yu. D. Tyapkin, Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 3: 14 (1974) (in Russian).
    18. K. P. Shamrai, V. P. Pavlenko, and V. B. Taranov, Plasma Phys. Control. Fusion, 39, No. 3: 505 (1997). Crossref
    19. C. S. Corr, N. Plihon, P. Chabert, O. Sutherland, and R. W. Boswell, Phys. Plasmas, 11, Iss.10: 4596 (2004). Crossref
    20. A. W. Molvik, A. R. Ellingboe, and T. D. Rognlien, Phys. Rev. Lett., 79, Iss. 2: 233 (1997). Crossref
    21. V. F. Virko, G. S. Kirichenko, and K. P. Shamrai, Plasma Sources Sci. Technol., 11, No. 1: 10 (2002). Crossref
    22. B. M. Slobodyan, B. F. Virko, G. C. Kirichenko, and K. P. Shamrai, Problems of Atomic Science and Technology, No. 4: 235 (2003) (in Russian).
    23. J. E. Stevens, M. J. Sowa, and J. L. Cecchi, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, No. 5: 2476 (1995). Crossref
    24. V. F. Virko, K. P. Shamrai, G. S. Kirichenko, and Yu. V. Virko, Phys. Plasmas, 11, No. 8: 3888 (2004). Crossref
    25. V. M. Slobodyan, V. F. Virko, K. P. Shamrai, and G. S. Kirichenko, Abst. 13th Int. Congress on Plasma Physics (ICPP 2006) (22–26 May, 2006, Kyiv, Ukraine) (Kyiv: 2006), p. 123.
    26. K. P. Shamrai, S. Shinohara, V. F. Virko, V. M. Slobodyan, Yu. V. Virko, and G. S. Kirichenko, Plasma Phys. Control. Fusion, 47, No. 5A: A307 (2005). Crossref
    27. V. F. Semenyuk, V. F. Virko, I. V. Korotash, L. S. Osipov, D. Yu. Polotsky, E. M. Rudenko, V. M. Slobodyan, and K. P. Shamrai, Problems of Atomic Science and Technology, No. 4 (86): 179 (2013).
    28. A. Shpak, E. Rudenko, I. Korotash, V. Semenyuk, V. Odinokov, G. Pavlov, and V. Sologub, Nanoindustriya, No. 4: 12 (2009) (in Russian).
    29. V. F. Semenyuk, Eh. M. Rudenko, I. V. Korotash, L. S. Osipov, D. Yu. Polotskiy, K. P. Shamray, V. V. Odinokov, G. Ya. Pavlov, and V. A. Sologub, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 33, No. 2: 223 (2011) (in Russian).
    30. Yu. V. Milman, S. I. Chugunova, I. V. Goncharova, and А. А. Golubenko, Usp. Fiz. Met., 19, No. 3: 271 (2018). Crossref
    31. Yu. V. Milman and I. V. Goncharova, Usp. Fiz. Met., 18, No. 3: 265 (2017) (in Russian). Crossref
    32. B. I. Kostetskiy, Strukturno-Ehnergeticheskie Osnovy Upravleniya Treniem i Iznosom v Mashinakh [Structure-Energy Fundamentals of the Friction and Wear Control in Machines] (USSR: Znanie: 1990) (in Russian).
    33. B. I. Kostetskiy, I. G. Nosovskiy, L. I. Bershadskiy, and A. K. Karaulov, Nadezhnost i Dolgovechnost Mashin [Reliability and Durability of Machines] (Eds. B. I. Kostetskiy) (Kyiv: Tehnika: 1975) (in Russian).
    34. E. М. Rudenko, I. V. Korotash, V. F. Semenyuk, and K. P. Shamrai, Science and Innovation, 5, No. 5: 5 (2009) (in Ukrainian). Crossref
    35. I. Korotash, V. Odinokov, G. Pavlov, E. Rudenko, D. Polotsky, V. Semenyuk, and V. Sologub, Nanoindustriya, No. 4: 14 (2010) (in Russian).
    36. L. Osipov, E. Rudenko, V. Semenyuk, I. Korotash, V. Odinokov, G. Pavlov, and V. Sologub, Nanoindustriya, No. 2: 4 (2010) (in Russian).
    37. Patent 87747 UA, IPC С23С 14/34 (2006.01), Plasma Device for Application of Multilayered Film Coatings, G. N. Veremejchenko, I. V. Korotash, E. M. Rudenko, V. F. Semeniuk, V. V. Odinokov, H. Y. Pavlov, and V. A. Solohub (Publ. 25.02.2014) (in Ukrainian).
    38. E. M. Rudenko, V. Ye. Panarin, P. O. Kyrychok, M. Ye. Svavilnyi, I. V. Korotash, D. Yu. Polotskyi, and R. L. Trishchuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 8: 993 (2018) (in Ukrainian). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»