ТЕРМООБРАБОТКАТЕРМООБРАБОТКАРИС. 6 РИС. 7 РИС. 8РИС. 9ботки до азотирования). После азотированияне требуется дополнительнаятермическая обработка. Детали послеPulsPlasma®-азотирования могут сразуиспользоваться по назначению.Стали с высоким содержаниемхрома, которые могут быть проазотированыв расплаве солей с потерейкоррозионностойкости и с помощьюгазового азотирования с высокимипотерями, с помощью PulsPlasma®азотированияобрабатываются безпроблем. В этом случае непосредственноперед насыщением необходимадепассивация поверхности с помощьюбомбардировки поверхностиионами. Благодаря выбору температуразотирования ниже 450 °С и точномурегулированию состава газовойсмеси становится возможным получатьна поверхности деталей твердый,износостойкий слой без потерикоррозионной стойкости.Обработка порошковых сталейОбработка деталей из порошка спомощью цементации, карбонитрированияв расплаве солей и газовогоазотирования из-за ограниченных условийданных процессов оставляет впорошковом материале большее илименьшее количество пор.При обработке в плазме фактическиобрабатываются только внешниеповерхности, охваченные тлеющимразрядом. По причине низких давлений(вакуум) и малого количества газав процессе азотирования в плазме нетопасности переазотирования и переотверждения.При проведении процессавместе с деталями размещают образециз того же материала, что и детали всадке, и подверженный той же обработкедо азотирования.ОЦЕНОЧНЫЙ КРИТЕРИЙГАЗОВОЕ АЗОТИРОВАНИЕЧастичная обработкаНет других более простых методовповерхностного упрочнения, позволяющихпроводить частичную обработку,чем PulsPlasma®-азотирование. Участки,не подвергающиеся насыщению, закрываютсяпростыми механическимисредствами. Специальные защитныезамазки, которые после процесса необходимоудалять, в данном случае нетребуются. Защищенная поверхностьне испытывает на себе никакого влиянияв процессе азотирования в плазме.Комбинация процессовПо причине близких процессов ипочти идентичного оборудования существуетвозможность комбинироватьнесколько процессов обработкиповерхности в специально предусмотреннойдля этого установке. Длядальнейшего улучшения коррозионностойкостиазотированных деталейможно простым изменением параметровпроцесса и технологического газаполучить дополнительно к процессуPulsPlasma®-азотирования процессPulsPlasma®-оксидирования. Процессоксидирования способствует формированиюслоя оксида железа Fe 3O 4толщиной от 1 до 3 мкм на связующемазотированном слое.В зависимости от качества стали ипредшествующего процесса азотированиястойкость к коррозии можетдостигать до 200 часов в камере солевоготумана по DIN. Еще одним преимуществомоксидирования являетсяулучшение антифрикционных свойствобработанных поверхностей так, чтопри определенных условиях смазки обработанныеподобным способом парытрения могут восстанавливаться.Еще одно поле для использованияоткрывается благодаря комбинацииPULSPLASMA®–АЗОТИРОВАНИЕТемпература обработки 500 – 600 °С 300 – 600 °СВремя обработки (h≤0,5 мм) Фактор 3 Фактор 11Расход газа NH 3, CO 2(Фактор 30) N 2, H 2, CH 4(низкий)Экологическая вредность высокая нетАзотирование без образованиясвязующего слояневозможновозможноИзменение размеров есть незначительноеЗащита для частичногоазотированияпасты, дорогостоящебез проблемОбработка высокохромистыхсталейнетбез проблемОбработка порошковых сталей проблемно можноАзотирование титана невозможно можноТАБЛ. 2. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ОТЛИЧИЙ МЕЖДУ ГАЗОВЫМ АЗОТИРОВАНИЕМ И PULSPLASMA®-АЗОТИРОВАНИЕМPulsPlasma®-азотирования с плазменнымипроцессами нанесения CVDи алмазоподобных DLC (Diamond likeCarbon) покрытий. Благодаря образованномуранее азотированному слою,дополнительное CVD-покрытие позволяетполучить экстремальные значениятвердости, износостойкости.В результате такой обработки значительноповышается стойкость режущегоинструмента, используемогодля изготовления другого режущегоинструмента.Цементация против PulsPlasma®азотированияИз перечисленных данных становитсяясно, что PulsPlasma®азотированиеявляется альтернативойклассическим способам химико-термическогоупрочнения поверхностикак цементация, азотирование и карбонитрированиев расплаве солей илигазовое азотирование.Еще одним пока неосвещеннымявляется экономический аспект. Напрактическом примере показано, чтоцелесообразно пересмотреть процессизготовления деталей таким образом,чтобы отказаться от энергетически- иэкономически затратной цементации впользу PulsPlasma®-азотирования.Необходимо принять во внимание,что такие свойства поверхностногослоя как поверхностная твердость, износостойкость,предел выносливостипосле азотирования аналогично высокие,а частично даже существеннолучше, чем после цементации.Что касается малых значений глубиныазотированного слоя по сравнениюс цементованным, то необходимо отметить,что по причине температурныхдеформаций и изменения размеровпосле цементации необходима дополнительнаямеханическая обработкадеталей. Это приводит к уменьшениютолщины цементованного слоя.ПАРАМЕТРВЕЛИЧИНАПрочностные требования, которыеобеспечат высокие эксплуатационныехарактеристики деталей, можнореализовать с помощью азотированияблагодаря правильному подбору подходящегоматериала.В табл. 3 в качестве примера приведенвариант использования вместо цементованногозубчатого колеса печатноймашины из стали 15 CrNi 6 E деталипосле PulsPlasma®-азотирования.Сталь для азотирования сначала была15 CRNI 6 EЦЕМЕНТАЦИЯ31 CRMOV 9 VPULSPLASMA® –АЗОТИРОВАНИЕМощность редуктора кВт 130 130Контактное напряжение Н/мм 2 6,35/6,11 6,35/6,11Боковое напряжение Н/мм 2 38,6 40,0Стойкость к коррозии (расч.) 5,21/5,42 5,4/5,62Напряжение в ножке зуба Н/мм 2 96,1/85,0 96,1/85,0Предел выносливости в ножке зуба Н/мм 2 360 450Предел прочности зуба (расч.) 3,74/4,23 4,68/5,29ТАБЛ. 3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ИЗ РАЗНОГО МАТЕРИАЛА ПОСЛЕ ЦЕМЕНТАЦИИ ИPULSPLASMA®-АЗОТИРОВАНИЯВЫВОДЫопределена расчетным методом иподтверждена тестированием.В результате использования азотированиявместо цементации помимоувеличения ресурса работы зубчатогоколеса был достигнут экономическийэффект до 30 % при изготовлениидетали.На диаграмме показано сравнениестоимости изготовления детали методомцементации и PulsPlasma®азотирования.PULSPLASMA® - АЗОТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ,КОРОЗИОННОСТОЙКОСТИ И ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ НАХОДИТ ВСЕБОЛЬШЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ ТЕРМОУПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПО ПРИЧИНЕСВОИХ ПРЕИМУЩЕСТВ. В ОСОБЕННОСТИ В ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЬ ЦЕМЕНТАЦИИ ИКЛАССИЧЕСКОМУ ГАЗОВОМУ АЗОТИРОВАНИЮ ЭТОТ МЕТОД АЗОТИРОВАНИЯ МОЖЕТПРЕДЛОЖИТЬ ЭКОНОМИЧНУЮ ТЕХНОЛОГИЮ УПРОЧНЕНИЯ, ЧТО ВЕДЕТ К СНИЖЕНИЮЗАТРАТ В ЦЕЛОМ.
ТЕРМООБРАБОТКАТЕРМООБРАБОТКАРИС.3РИС.1ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ TAVДЛЯ ВАКУУМНЫХ ТЕХНОЛОГИЙКОМПАНИЯ «ГАЛИКА» ПРЕДЛАГАЕТ ВАКУУМНЫЕ ПЕЧИ, ПРОИЗВОДИМЫЕКОМПАНИЕЙ TAV И УСПЕШНО ЗАРЕКОМЕНДОВАВШИЕ СЕБЯ В РОССИИИ СТРАНАХ СНГ. ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ ОТЛИЧАЮТСЯПОСТОЯННЫМ ВНЕДРЕНИЕМ НОВАТОРСКИХ РАЗРАБОТОК И СОТРУДНИЧЕСТВОМС ЗАКАЗЧИКОМ В ПОИСКЕ ИДЕАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.Вакуум является идеальной средойдля высокотемпературной обработкиматериала, так как не содержит примесейи загрязнений, гарантирует равномерноераспределение температурыи уменьшает рассеивание энергии. Нопри выборе технологии обработкистоит учитывать, что оборудованиедля вакуумной обработки достаточносложное и требует тщательного подбора.Практически все заказчики сталкиваютсяс проблемой поиска надежнойвакуумной печи, соответствующейтехническим требованиям производственногопроцесса.Компания «Галика» предлагает технологическиерешения и квалифицированныйподбор вакуумного оборудования,производимого компанией TAV(Италия), которая специализируетсяна конструировании и производствесовременных вакуумных печей в соответствиисо стандартами высочайшегокачества в широком диапазоне геометрийи размеров. Производственныеплощади компании размещены непосредственнона территории Италии, чтопозволяет тщательно контролироватьпроцесс изготовления и предварительногоиспытания печей.С 1984 г. компания произвела более400 вакуумных печей, установленныхи действующих на данный момент болеечем в 30 странах на 5 континентах.Компания TAV постоянно разрабатываеттехнологии и вакуумные печив тесном сотрудничестве со своимиклиентами и партнерами. В числоклиентов компании TAV входят ведущиеавиационные и аэрокосмическиекомпании, самые современные цехатермообработки, производители ПГТ,РИС.2теплообменников, предприятия, производящиеспекание, а также самыепрестижные лаборатории мира.Найдя партнера в лице компании«Галика», TAV успешно зарекомендоваласвое оборудование на предприятияхРоссии и стран СНГ, с каждымгодом увеличивая xобъем поставок нароссийский рынок. С развитием технологическихпроцессов потребностьв надежном вакуумном оборудованиикомпании TAV возрастает, и компания«Галика» готова предложить эффективныерешения задач по техническомуперевооружению термическогопроизводства.Перечень продукции компании TAVвключает в себя вакуумные печи с давлениемот 10 –7 до 100 бар, температуройдо 2500 °С и возможностью загрузкидо 5000 кг.Геометрия печи горизонтальная(рис. 1) или вертикальная (рис. 2). Горизонтальнаяпечь оснащается навеснойдверью или выдвижным подом(рис. 3). Вертикальные печи могутзагружаться как снизу, так и сверху.В составе насосной группы используютсянасосы с масляным уплотнениемили безмасляные насосы (винтовые,турбомолекулярные, криогенныенасосы и т.д.). Нагревательныекамеры могут быть графитовыми илицельнометаллическими.Типичные задачи, выполняемыевакуумными печами TAV, включаютв себя:• высокотемпературную обработку ввакууме;• вакуумную пайку твердымприпоем;• вакуумное спекание.Термическая обработкаВакуумная термообработка сталей,суперсплавов, сплавов титана и т.д.гарантирует высокое качество металлообработки,а также чистоту поверхностиобрабатываемых деталей. Вакуумнаяпечь TAV для термообработки(рис. 4) может быть укомплектована:• одиночными насосами или сложныминасосными группами, системамивысокого вакуума, в том числе с применениемкриогенных ловушек, всемитипами безмасляных насосов;• графитовыми (на основе волокна(CFC )) или цельнометаллическиминагревательными камерами (ML/РИС.4ТZM/M)с рабочими температурамидо 1400 °С для термообработки суперсплавовпоследнего поколения;• системой принудительной конвекциигаза для передачи повышенноймощности нагрева и обеспечения равномерногораспределения температурыпри низкотемпературной термообработке;• системой охлаждения сжатым газомс помощью регулируемого потока газас возможностью изменения его направления;• системой управления по NADCAP сконтрольной системой SCADA на базеПК, с ОЕЕ (коэффициент общей эффективностиоборудования) и функциейизмерения эксплуатационныххарактеристик.Пайка твердым припоем в вакуумеВакуумные печи применяются длянескольких разновидностей пайкитвердым припоем, включая в себя пайкукоррозионно-стойкой стали медьюи никелем, пайку никелем деталей иузлов авиадвигателя/ПГТ, пайку алю-ВАКУУМНАЯ ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛЕЙ, СУПЕРСПЛАВОВ, СПЛАВОВ ТИТАНА ИТ.Д. ГАРАНТИРУЕТ ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО МЕТАЛЛООБРАБОТКИ, А ТАКЖЕ ЧИСТОТУПОВЕРХНОСТИ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ.