Газодинамические характеристики тлеющего разряда при ионном азотировании


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-5-368-377

Полный текст:


Аннотация

Ионно-плазменное азотирование в тлеющем разряде – широко используемый метод поверхностного упрочнения в промышленно развитых странах мира. Ионно-плазменное азотирование – наиболее современный и технологичный вид поверхностного упрочнения деталей машин, пресс-форм, штампов и режущего инструмента. Однако в литературе отсутствует подробное описание технических характеристик и функционирования газовакуумной части установок ионного азотирования, что не позволяет оценить расход электроэнергии на работу газовакуумной системы при оценке эффективности использования данного оборудования. Рассмотрены вопросы взаимосвязи газодинамических параметров процесса азотирования (давление и расход газов) и энергетических характеристик тлеющего разряда (плотность тока, напряжение разряда) при ионном азотировании на установках промышленного типа и их влияние на процесс. На основании расчетно-практического моделирования вакуумной системы установки ионного азотирования показано, что для обеспечения независимого управления скоростью откачки и расходом газовой смеси целесообразно использовать вакуумные агрегаты – последовательно соединенные форвакуумный и двухроторный насосы. Это позволяет проводить процессы азотирования в широком диапазоне давлений при возможности обеспечивать большие расходы плазмообразующего газа при низком давлении в случае обработки больших площадей. Выявлены взаимосвязи температуры, давления в камере и плотности тока тлеющего разряда, обеспечивающие его существование в виде аномального. Показано, что чем ниже рабочее давление при проведении процесса, тем большую степень аномальности разряда можно обеспечить при одинаковой температуре садки и тем самым – большую температурную однородность, обеспечивающую равномерность азотированного слоя на всех деталях садки.


Об авторах

М. Н. Босяков
Физико-технический институт НАН Беларуси
Беларусь
Кандидат физико-математических наук


А. А. Козлов
Министерство промышленности Республики Беларусь
Беларусь

Адрес для переписки: Козлов Алексей Александрович – Министерство промышленности Республики Беларусь, пр. Партизанский, 2, корп. 4, 220033, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 330-05-31    alex-ett@tut.by



Список литературы

1. Берлин, Е. В. Плазменная химико-термическая обработка поверхности стальных деталей / Е. В. Берлин, Н. Н. Коваль, Л. А. Сейдман. М.: Техносфера, 2012. 464 с.

2. Пастух, И. М. Теория и практика безводородного азотирования в тлеющем разряде / И. М. Пастух. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2006. 364 с.

3. Ионная химико-термическая обработка сплавов / Б. Н. Арзамасов [и др.]. М.: Изд-во МГТУ имени Баумана, 1999. 400 с.

4. Теория и технология азотирования. / Ю. М. Лахтин [и др.]. М.: Металлургия, 1991. 320 с.

5. Grun, R. Pulsed DC-Glow Discharge for PLasma Heat Treatment / R. Grun // Plasma Heat Treatment: International IFHT Seminar. Senlis France: PYC Edition, 1987. P. 417–423.

6. Puls-Plasma Nitriding Units – www.nitrion.com.br.

7. Elektropuls Plasma–Nilrieren von Stahlen Mit Nidriger Anlablemperatur // Fachber Huttenprax Metallweitervеrarb. 1987. Vol. 25, No 12. P. 1227.

8. RUBIG Driving Success [Electronic resource]. Mode of access: https://www.rubig.com/.

9. Plasma Nitriding Equipment [Electronic resource] // Ionotech LTD. Mode of access: www.ionitech.net/ru/.

10. Розанов, Л. Н. Вакуумная техника / Л. Н. Розанов. М.: Высш. шк., 2007. 320 с.

11. Вакуумная техника / К. Е. Демихов [и др.]; под общ. ред. К. Е. Демихова, Ю. В. Панфилова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2009. 590 с.

12. Азотирование в пульсирующей плазме [Электронный ресурс] / ELTROPULS. Режим доступа: http://eltropuls.ru/plasma_nitriding.

13. Босяков, М. Н. Энергетические параметры процессов ионного азотирования на промышленном оборудовании / М. Н. Босяков, А. А. Козлов // Доклады БГУИР. 2013. Т. 73, № 3. С. 76–82.

14. Босяков, М. Н. Выбор режима упрочняющей обработки на установках ионного азотирования промышленного типа / М. Н. Босяков, А. Н. Моисеенко // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы VIII МНТК. Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2016. Кн. 2. С. 50–58.

15. Энгель, А. Физика и техника электрического разряда в газах / А. Энгель, М. Штенбек. Т. 2. ОНТИ-НКТП, 1936. 384с.

16. Голубев, В. С. Тлеющий разряд повышенного давления / В. С. Голубев, С. В. Пашкин. М.: Наука, 1990. 335 с.

17. Параметры области катодного падения потенциала самостоятельного нормального тлеющего разряда в гелии при атмосферном давлении / В. И. Архипенко [и др.] // Физика плазмы. 2002. Т. 28, № 10. С. 930–938.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Босяков М.Н., Козлов А.А. Газодинамические характеристики тлеющего разряда при ионном азотировании. НАУКА и ТЕХНИКА. 2018;17(5):368-377. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-5-368-377

For citation: Bosyakov M.N., Kozlov A.A. Gas-Dynamic Specifications of Glow Discharge During Ion Nitriding Process. Science & Technique. 2018;17(5):368-377. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-5-368-377

Просмотров: 212

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)