Випуски УФМ »  Том 20, випуск 3

Азотування у геліконному розряді як перспективний метод змінення поверхневих властивостей крицевих деталів

Е. М. Руденко$^{1}$, В. Є. Панарін$^{1}$, П. О. Киричок$^{2}$, М. Є. Свавільний$^{1}$, І. В. Короташ$^{1}$, О. О. Палюх$^{2}$, Д. Ю. Полоцький$^{1}$, Р. Л. Тріщук$^{2}$

$^1$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^2$Видавничо-поліграфічний інститут Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», вул. Янгеля, 1/37, 03056 Київ, Україна

Отримана: 15.04.2019; остаточний варіант — 27.06.2019. Завантажити: PDF logoPDF

Розглянуто основні типи сучасних технологій азотування, їхні переваги та недоліки. Запропоновано інноваційну технологію йонного азотування у плазмі високочастотного геліконного розряду для зміцнення поверхні та приповерхневих шарів деталів, які працюють в умовах тертя ковзання. Експериментально встановлено зміцнення поверхневих і приповерхневих шарів крицевих зразків методом йонного азотування у геліконному розряді, який (у широкому діапазоні параметрів функціонування) уможливлює вплив на перебіг процесу дифузійного насичення атомами Нітроґену. Подано результати міряння мікротвердости за глибиною азотованих зразків криці (C45 за європейським маркуванням криць). Показано можливість реґулювання ґрадієнта триботехнічних властивостей деталів тертя шляхом зміни параметрів технологічного процесу йонного азотування у геліконному розряді.

Ключові слова: азотування, зміцнення, йонне азотування у геліконному розряді, дифузійні покриття, підвищення зносостійкости.

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

Цитована література (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

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2020 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»