Автоматичне зварювання, 2021, №05



2021 №05 (08)

DOI of Article 10.37434/as2021.05.09

2021 №05 (10)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 5, 2021, с. 56-61

Імпульсно-плазмове модифікування поверхні сталевих штампів гарячої витяжки виробів із титанового сплаву

Ю.М. Тюрін¹, О.В. Колісніченко¹, В.М. Коржик¹, І.Д. Гос¹, О.В. Ганущак¹, Jin Ying², Zhong Fengping²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: vnkorzhyk@gmail.com
²Zhejiang Academy of Special Equipment Science. 310016, Jianggan District, Hangzhou, Zhejiang, 211, Kaixuan Road. E-mail: jinying@zjtj.org

Розглянуто технологію модифікування імпульсною плазмою робочої поверхні штампа із інструментальної сталі марки 4Х5МФ1С (аналоги: в ЄС – X40CrMoV5-1; в Китаї – 4Cr5MoSiV1). Вказаний інструмент застосовується для штампування заготовок з титанового сплаву ВТ6 (в мас. %: Al – 3,0…6,8; V – 3,5...5,0; Ti – основа), яке виконується при температурах до 700 °С. Поверхня штампа нагрівається, що веде до її окислення та дифузійного перерозподілу легуючих елементів. Імпульсно-плазмова обробка штампу приводить до формування пружно-пластичних деформацій поверхневого шару в інструментальній сталі, що в поєднанні з імпульсним тепловим і електромагнітним впливом забезпечує подрібнення структури сплаву та інтенсифікує механізми дифузії легуючих елементів. Дослідження показали, що модифікований шар (товщиною понад 80 мкм) в сталі 4Х5МФ1С, утворений в процесі імпульсно-плазмової обробки, містить до 2,5 % вуглецю, до 12 % кисню та до 3 % вольфраму. Встановлено наявність у вказаному шарі нанокристалічних структур з розміром менше 100 нм. Твердість модифікованого шару складає понад 700 HV0,025. Шорсткість поверхні після імпульсно-плазмової обробки не змінилася. Досвід промислового використання даної технології показав, що модифікування поверхні штампа зі сталі 4Х5МФ1С забезпечила його високу працездатність при глибокій витяжці виробів з нагрітого (до 700 °С) листа титану ВТ-6 товщиною 3 мм. Бібліогр. 11, табл. 1, рис. 6.
Ключові слова: плазмова обробка, легування, інструментальні сталі, штамп, деформування титану, структурування, зносостійкість, працездатність


Надійшла до редакції 29.04.2021

Список літератури

1. Гусев А.И. (2009) Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. 2-е изд., испр. и дополн. Москва, ФИЗМАТЛИТ.
2. Тюрин Ю.Н., Жадкевич М.Л. (2008) Плазменные упрочняющие технологии. Киев, Наукова думка.
3. Tyurin, Yu.N., Kolisnichenko, O.V. (2009) Plasma-Detonation Technology for Modification of the Surface Layer of Metal Parts. The Open Surface Science Journal, 1, 13–19.
4. Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Панич Г.Г., Щербаков Э.Д. (1974) Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск, Наука и техника.
5. Ершов Г.С., Позняк Л.А. (1993) Структурообразование и формирование свойств сталей и сплавов. Киев, Наукова думка.
6. Abboud, J., Benyounis. K., Olabi, A. (2007) Laser surface treatments of iron-based substrates for automotive application. Journal of Materials Processing Technology, 182, 427–431.
7. Cherenda, N.N., Uglov. V.V., Anishchik. V.M. et al. (2005) Structure-phase transformations in high-speed steel treated by compression plasma flow. Vacuum, 78, 483–487.
8. Rott, M., Raif, M., Igenbergs, E. (2006) Surface modification processes by hypervelocity plasma pulses. International Journal of Impact Engineering, 33, 691–702.
9. Shmelev, V., Podoynitsyn, S., Vasilik, N. (2006) Application of the ballistic plasmatron of superadiabatic compression for surface treatment. Surface & Coatings Technology, 200, 4939–4946.
10. Тюрин Ю.Н., Колисниченко О.В., Цыганков Н.Г. (2001) Импульсно-плазменное упрочнение инструмпента. Автоматическая сварка, 1, 38–44.
11. Korzyk, V., Changgen, Feng, Tyurin, Y. et al. (2020) Pulseplasma technologies of modification and increasing durability of metal working tool. The 394th Young Scientists Forum of China Association for Science and Technology, 325–339.

---

Реклама в цьому номері:

---