Випуски $\rightarrow$ Том 27, випуск 4 (2026)

Технології поверхневого зміцнення штампів гарячої деформації

ВОЛОКІТІН А.В.$^{1}$, РЕШОТКІНА Є.Н.$^{2}$, МАХМУТОВ Б.Б.$^{1}$

$^{1}$Карагандинський індустріяльний університет, просп. Республіки, 30, 101400 Темиртау, Казахстан
$^{2}$АТ «Qarmet», пр. Республіки, 1; 101400 Темиртау, Казахстан

Отримано / остаточна версія: 26.06.2026 / 03.10.2026 Завантажити PDF logo PDF

Анотація
З розвитком економічної глобалізації та реструктуризації промислової галузі стало зрозуміло, що рівень розвитку кування та штампування у виробництві став важливим показником рівня розвитку промисловости в світі. Штампування є базовою галуззю виробництва, а рівень розвитку кування та штампування у виробництві став ключовим показником рівня розвитку виробничої бази. В останні роки із швидким розвитком виробництва зросла потреба в штампованих виробах, а вимоги до продуктивности штампувального інструменту та його робочого ресурсу значно зросли. Звичайні види відмов у гарячому штампуванні криць і стопів представлено зношуванням поверхні штампів і термічною втомою, що зумовлює появу розривних тріщин. Тому пошук методів поліпшення поверхневих властивостей і продовження ресурсу гарячештампувального інструменту є вагомим викликом у сучасній системі досліджень в області фізики конденсованого стану.

Ключові слова: зміцнення, штампи, гарячештамповані криці, штампувальний інструмент.

DOI: https://doi.org/10.15407/ufm.27.04.***

Citation: А.V. Volokitin, E.N. Reshotkina, and B.B. Makhmutov, Surface Hardening Technologies for Hot Forming Dies, Progress in Physics of Metals, 27, No. 4: ***–*** (2026)

Цитована література   
  1. S. Lezhnev, A. Naizabekov, and I. Volokitina, J. Chem. Technol. Metallurgy, 52, No. 4: 626 (2017); https://journal.uctm.edu/node/j2017-4/3_17-04_Lezhnev_p_626-635.pdf
  2. Available at: https://wzppgi.com/hot-rolled-steel-vs-cold-rolled-steel
  3. I.E. Volokitina, A.V. Volokitin, and E.A. Panin, Prog. Phys. Met., 23, No. 4: 684–728 (2022); https://doi.org/10.15407/ufm.23.04.684
  4. A.V. Volokitin, I.E. Volokitina, and E.A. Panin, Prog. Phys. Met., 23, No. 3: 411 (2022); https://doi.org/10.15407/ufm.23.03.411
  5. A.B. Nayzabekov and I.E. Volokitina, Phys. Metals. Metallogr., 120, No. 2: 177–183 (2019); https://doi.org/10.1134/S0031918X19020133
  6. S. Lezhnev, A. Naizabekov, A. Volokitin, and I. Volokitina, Procedia Engineering, 81: 1505 (2014); https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.181
  7. I. Volokitina, A. Volokitin, E. Panin, T. Fedorova, D. Lawrinuk, A. Kolesnikov, A. Yerzhanov, Z. Gelmanova, and Y. Liseitsev, Case Studies Construct. Mater., 19: e02609 (2023); https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02609
  8. I. Volokitina, A. Volokitin, and D. Kuis, J. Chem. Technol. Metallurgy, 56: 643 (2021); https://journal.uctm.edu/node/j2021-3/25_20-126p643-647.pdf
  9. P. Widomski and Z. Gronostajski, Procedia Manufacturing, 47: 349–355 (2020); https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.04.280
  10. J.-f. Wang, L.-z. Wang, C.-y. Chen, X. Wang, and F. Zhao, J. Iron and Steel Res. Int., 311: 531–551 (2024); https://doi.org/10.1007/s42243-023-01149-3
  11. A. Meghwal, A. Anupam, B. Murty, C.C. Berndt, R.S. Kottada, and A.S.M. Ang, J. Thermal Spray Technol., 29: 857–893 (2020); https://doi.org/10.1007/s11666-020-01047-0
  12. S. Kumar and R. Kumar, Surf. Eng., 37: 1339–1372 (2021); https://doi.org/10.1080/02670844.2021.1967024
  13. X. Wang, J. Wang, Z. Gao, D.-H. Xia, and W. Hu, J. Mater. Proc. Technol., 269: 26–34 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.01.024
  14. S. Divagar, M. Sudhahar, T. Kannan, P. Vijayakumar, and R. Tamizhselvan, Innovative Food Sci. Emerging Technol., 7, No. 3: 156–160 (2020); https://www.researchgate.net/publication/341251709_Enhancement_of_tool_wear_resistance_in_AISI_H-13_steel_by_liquid_carburizing
  15. D.A. Sinitsin, A.E.M.M. Elrefaei, A.O. Glazachev, D.V. Kuznetsov, A.A. Parfenova, E.I. Kayumova, and I.V. Nedoseko, Construction Mater. Products, 6, No. 6: 2 (2023); https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-6-2
  16. A. Nurumgaliyev, T. Zhuniskaliyev, V. Shevko, Y. Mukhambetgaliyev, B. Kelamanov, Y. Kuatbay, A. Badikova, G. Yerekeyeva, and I. Volokitina, Sci. Rep., 141: 7456 (2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-57529-6
  17. A.A. Emamverdian, Y. Sun, C. Cao, C. Pruncu, and Y. Wang, Eng. Failure Analysis, 129: 105678 (2021); https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105678
  18. A. Medvedeva, J. Bergström, S. Gunnarsson, and J. Andersson, Mater. Sci. Eng. A, 523: 39–46 (2009); https://doi.org/10.1016/j.msea.2009.06.010
  19. Z. Gronostajski, M. Kaszuba, S. Polak, M. Zwierzchowski, A. Niechajowicz, and M. Hawryluk, Mater. Sci. Eng. A, 657: 147–160 (2016); https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.01.030
  20. I. Volokitina, A. Volokitin, A. Denissova, T. Fedorova, D. Lawrinuk, A. Kolesnikov, A. Yerzhanov, Y. Kuatbay, and Y. Liseitsev, Case Studies Construct. Mater., 19: e02346 (2023); https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02346
  21. I.E. Volokitina, Metal Sci. Heat Treat., 63: 163–167 (2021); https://doi.org/10.1007/s11041-021-00664-y
  22. I. Volokitina, J. Chem. Technol. Metallurgy, 57, No. 3: 631–636 (2022); https://journal.uctm.edu/node/j2022-3/24_21-123_br_3_pp_631-636.pdf
  23. A. Volokitin, I. Volokitina, and E. Panin, J. Mat. Res. Technol., 31: 2985 (2024); https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.07.038
  24. I. Volokitina, A. Volokitin, E. Panin, and B. Makhmutov, Symmetry, 16, No. 9: 1174 (2024); https://doi.org/10.3390/sym16091174
  25. I. Volokitina, B. Sapargaliyeva, A. Agabekova, S. Syrlybekkyzy, A. Volokitin, L. Nurshakhanova, F. Nurbaeva, A. Kolesnikov, G. Sabyrbayeva, A. Izbassar, O. Kolesnikova, Y. Liseitsev, and S. Vavrenyuk, Case Studies Construct. Mater., 19: e02256 (2023); https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02256
  26. A.A. Krugljakow, S.A. Nikulin, S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, and N.V. Lebedeva, Scientific Proceedings of the Scientific-Technical Union of Mechanical Engineering, 19/182: 10–15 (2015).
  27. M.S. Gök, Y. Küçük, A. Erdoğan, M. Öge, E. Kanca, and A. Günen, Surf. Coatings Technol., 54–62 (2017); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.08.008
  28. D. Bhalla, DK. Singh, S. Singh, and D. Seth, American J. Mater. Sci., 2, No. 6: 165–170 (2013); https://doi.org/10.5923/j.materials.20120206.01
  29. O.M. Sidorchuk, Fazovo-Strukturnyy Stan Stalі 40X3N5M3F v Protsesі Perekrystalіzatsіi [Phase–Structural State of Steel 40X3N5M3F in the Process of Recrystallization] (Bulletin of Priazovsky State Technical University: 2013) (in Ukrainian).
  30. А. Тоггу, Metal Treatment and Drop Forming, 29: 451–460 (1962).
  31. J. Marashi, E. Yakushina, P. Xirouchakis, R. Zante, and J. Foster, J. Mater. Proc. Technol., 246: 276–284 (2017); https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.03.026
  32. F. Gao, J. Zhou, J. Zhou, L. Shen, J. Zhang, Y. Tao, and M. Li, Int. J. Advanced Manufactur. Technol., 88: 1289–1297 (2017); https://doi.org/10.1007/s00170-016-8679-0
  33. Z. Wei, Y. Wu, S. Hong, W. Yang, and W. Shi, Metals, 9, No. 11: 1224 (2019); https://doi.org/10.3390/met9111224
  34. P. Chhabra, M. Kaur, and S. Singh, Mater. Today Proc., 33: 1518–1530 (2020); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.03.536
  35. F. Gao, J. Zhou, J. Zhou, L. Shen, J. Zhang, Y. Tao, and M. Li, Int. J. Advanced Manufacturing Technol., 88: 1289–1297 (2017); https://doi.org/10.1007/s00170-016-8679-0
  36. N. Zhangabay, I. Baidilla, A. Tagybayev, U. Suleimenov, Z. Kurganbekov, M. Kambarov, A. Kolesnikov, G. Ibraimbayeva, K. Abshenov, I. Volokitina, B. Nsanbayev, Y. Anarbayev, and P. Kozlov, Case Studies Construct. Mater., 18: e02161 (2023); https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02161
  37. A. Nurumgaliyev, T. Zhuniskaliyev, V. Shevko, Y. Mukhambetgaliyev, B. Kelamanov, Y. Kuatbay, A. Badikova, G. Yerekeyeva, and I. Volokitina, Scientific Reports, 141: 7456 (2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-57529-6
  38. Z.-x. Jia, Y.-w. Liu, J.-q. Li, L.-J. Liu, and H.-l. Li, Int. J. Fatigue, 78: 61–71 (2015); https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2015.04.005
  39. J. Zhang, M. Yu, Z. Li, Y. Liu, Q. Zhang, R. Jiang, and S. Sun, J. Alloys Compd., 856: 158168 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158168
  40. B. Edenhofer, D. Joritz, M. Rink, and K. Voges, Thermochemical Surface Engineering of Steels (Elsevier: 2015), Ch. 13, p. 485–553; https://doi.org/10.1533/9780857096524.3.485
  41. S. Divagar, M. Sudhahar, T. Kannan, P. Vijayakumar, and R. Tamizhselvan, Innovative Food Science & Emerging Technol., 7: 156–160 (2020).
  42. G. Chen, J. Wang, H. Fan, D. Wang, X. Li, and H. Dong, J. Alloys Compd., 776: 702–711 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.298
  43. B. Wang, X. Zhao, W. Li, M. Qin, and J. Gu, Appl. Surf. Sci., 431: 39–43 (2018); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.03.185
  44. M. Yan, Mater. Chem. Phys., 70: 242–244 (2001).
  45. C.K.N. Oliveira, R.M. Riofano, and L.C. Casteletti, Surf. Coat. Technol., 200: 5140–5144 (2006); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.05.037
  46. A. Günen, M. Keddam, S. Alkan, A. Erdoğan, and M. Çetin, Mater. Characteriz., 186: 111778 (2022); https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.111778
  47. S. Mei, Y. Zhang, Q. Zheng, Y. Fan, B. Lygdenov, and A. Guryev, Appl. Sci., 12: 3636 (2022); https://doi.org/10.3390/app12073636
  48. İ. Türkmen and E. Yalamaç, Metals Mater. Int., 28: 1114–1128 (2022); https://doi.org/10.1007/s12540-021-00987-8
  49. H. Yang, X. Wu, G. Cao, and Z. Yang, Surf. Coat. Technol., 307: 506–516 (2016); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.09.029
  50. A. Erdoğan, Surf. Coat. Technol., 357: 886–895 (2019); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.10.066
  51. L. Zhu, Y. Cui, J. Cao, R. Tian, Y. Cai, C. Xu, J. Han, and Y. Tian, Surf. Coat. Technol., 405: 126547 (2021); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126547
  52. L.M. Sorkin, Met Sci Heat Treat., 11: 35–36 (1969); https://doi.org/10.1007/BF00655170
  53. L.S. Lyakhovich, F.V. Dolmanov, and S.A. Isakov, Met. Sci. Heat Treat., 24: 260–263 (1982); https://doi.org/10.1007/BF00772471
  54. Yu.A. Balandin, Met. Sci. Heat Treat., 47, No. 3: 103–106 (2005); https://doi.org/10.1007/s11041-005-0037-z
  55. M. Mathew and P. Rajendrakumar, Mater. Des., 32: 3637–3644 (2011); https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.02.007
  56. M. Kulka, A. Pertek, and L. Klimek, Mater. Characteriz., 56: 232–240 (2006); https://doi.org/10.1016/j.matchar.2005.11.013
  57. A. Pertek and M. Kulka, Surf. Coatings Technol., 173: 309–314 (2003); https://doi.org/10.1016/S0257-8972(03)00522-X
  58. A. Pertek and M. Kulka, Appl. Surf. Sci., 202: 252–260 (2002); https://doi.org/10.1016/S0169-4332(02)00940-6
  59. S. Kusmanov, I. Tambovskii, A. Naumov, I. D’yakov, I. Kusmanova, and P. Belkin, Prot. Metals Phys. Chem. Surf., 53: 488–494 (2017); https://doi.org/10.1134/S2070205117030121
  60. H. Ma, K. Wei, X. Zhao, X. Liu, and J. Hu, Mater. Lett., 304: 130709 (2021); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130709
  61. A. Bartkowska, A. Pertek, M. Kulka, and L. Klimek, Opt. Laser Technol., 74: 145–157 (2015); https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2015.05.014
  62. O. Kahvecioglu, V. Sista, O. Eryilmaz, A. Erdemir, and S. Timur, Thin Solid Films, 520: 1575–1581 (2011); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.08.077
  63. N. Wang, J. Zhu, B. Liu, X. Zhang, J. Zhang, and S. Tu, Chinese J. Mech. Eng., 34: 90 (2021); https://doi.org/10.1186/s10033-021-00611-1
  64. N. Minhas, A. Thakur, S. Mehlwal, R. Verma, V.S. Sharma, and V. Sharma, Arab. J. Sci. Eng., 46: 11671–11685 (2021); https://doi.org/10.1007/s13369-021-05654-z
  65. H. Halfa, J. Minerals Materials Characteriz. Eng., 2, No. 5 49874 (2014); http://dx.doi.org/10.4236/jmmce.2014.25047

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