Трибологічні характеристики титанових сплавів після низькотемпературного безводневого азотування в тліючому розряді - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Хмельницькому національному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Каплун Віталій Григорович Хмельницький національний університет, директор НДІ трибології і матеріалознавства Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Кузьменко Анатолій Григорович Хмельницький національний університет професор кафедри “Зносостійкості та надійності машин” кандидат технічних наук, доцент Гупка Богдан Васильович Тернопільський державний технічний університет ім. 00 хв. на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 70.052.02 у Хмельницькому національному університеті за адресою: 29016, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Хмельницького національного університету за адресою: м.Застосування азотування в тліючому розряді для модифікації поверхні титанових сплавів актуальне, оскільки дозволяє збільшити швидкість азотування в 10…15 разів у порівнянні з традиційним пічним азотуванням, а також скорочує енергетичні, матеріальні та інші ресурси. Відомі дослідження зносостійкості титанових сплавів після азотування при високих температурах (800…900°С) з утворенням на поверхні моношарів нітридів титану TIN (d-фази), які мають високу мікротвердість (10000…15000 МПА), але не забезпечують в ряді випадків високої зносостійкості пари тертя у звязку з абразивним зношуванням, що обумовлене руйнуванням нітридних шарів. Перспективним напрямком покращання трибологічних характеристик титанових сплавів є модифікація поверхні низькотемпературним безводневим азотування в тліючому розряді (БАТР), яка забезпечує збереження вихідних властивостей матеріалу і виключає водневе окрихчування поверхні. Оптимізувати технологію обробки, яка б забезпечувала максимальну зносостійкість в різних умовах тертя, та на основі отриманих результатів досліджень розробити рекомендації щодо підвищення зносостійкості титанових сплавів. Отримала подальший розвиток концепція енергетичної моделі азотування в тліючому розряді стосовно титанових сплавів, для чого введена система аналітичних показників, які характеризують основні процеси, котрі мають місце на межі газ-поверхня титанових сплавів; проведено аналіз впливу параметрів технологічного режиму на ці показники, що відкриває шлях до керованого формування трибологічних систем.У розділі розглядаються методи модифікації поверхні титанових сплавів: газове азотування, іонна імплантація, лазерне легування, метод фізичного осадження покриття (PVD), метод конденсації в умовах іонного бомбардування (КІБ), метод хімічного осадження в вакуумі (CVD), іонне азотування (азотування в тліючому розряді). Розглянуті питання прийнятності факторів, що характеризують сприятливість умов азотування в тліючому розряді утворенню нітридів на поверхні титанових сплавів. Прогнозування процесу формування нітридів в титанових сплавах при азотуванні в тліючому розряді виконано на основі теоретичних основ фізики процесу азотування та енергетичної моделі процесу, розроблених сумісно з І. М. Пастухом. Весь процес взаємодії падаючого потоку з поверхнею регламентується системою аналітичних показників, які умовно розділені на дві групи: фактори утворення нітридів в поверхневому шарі (вони залежать від перерахованих вище параметрів технологічного режиму і хімічного складу поверхні) та фактори, котрі визначаються характеристиками газового середовища при певних характеристиках розряду. В межах цієї роботи, присвяченої технологічним особливостям формування шару нітридів на поверхнях титанових сплавів, доцільно буде тільки відзначити, що в другу групу показників впливу падаючого потоку на поверхню входять: ВЕФ, які відображають здатність потоку іонізованих та нейтральних часток, що бомбардують поверхню, сприяти її розпорошенню чи дифузії часток в глибину поверхневого шару; сума добутків енергетичних рівнів часток всіх видів на їх відносну кількість.У дисертації наведене теоретичне узагальнення і дано нове вирішення науково-технічної задачі підвищення зносостійкості титанових сплавів за рахунок практичного застосування низькотемпературного безводневого азотування в тліючому розряді. Серед перспективних технологій, які можуть використовуватися для підвищення зносостійкості пар тертя, в котрі входять деталі із титанових сплавів, слід вважати низькотемпературне безводневе азотування в тліючому розряді. Застосування низькотемпературного безводневого азотування в тліючому розряді не призводить до збільшення зернистості основи та водневого окрихчування поверхні. Отримала подальший розвиток концепція енергетичної моделі взаємодії часток падаючого потоку з частками поверхні стосовно титанових сплавів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ