Исследование процессов модификации поверхности конструкционных легированных сталей путем ионно-лучевого азотирования и криогенной обработкой для создания упрочненного слоя материала перед нанесением особо твердых и сверхтвердых нанокомпозиционных покрытий

grgu_admin - пт, 10/01/2020 - 23:24
Программа:
Вид научной деятельности:
Вид создаваемой научно-технической продукции:
Дата начала работ:
Дата окончания работ :
Цели:

Целью исследований является установление закономерностей структурно-фазовых превращений в вакуумных особо твердых и сверхтвердых покрытиях алмазоподобного углерода, карбонитрида циркония и нитрида хрома, в том числе при модифицировании криогенных жидкостях.

Решаемые задачи:

Для достижения указанной цели предполагается решить следующие основные задачи:

  1. Исследование влияния процессов криогенной обработки конструкционных сталей на физико-механические характеристики.
  2. Исследование процессов структурно-фазовой модификации в сталях в результате криогенной обработки в зависимости от условий параметров обработки холодом.
  3. Получение сверхтвердых и особо твердых нанокомпозиционных покрытий на поверхностно-упрочненных слоях стальных субстратов и исследование их влияния на трещинообразование в условиях динамического нагружения, адгезию и твердость покрытий.
  4. Исследование трибологических свойств композиционных слоев и определение оптимальных условий гибридной обработки для достижения низких коэффициентов трения и высокой износостойкости.
  5. Разработка базовых технологических режимов гибридной обработки легированных конструкционных сталей и выработка рекомендаций по практическому использованию результатов исследований.
Актуальность (решаемые проблемы):

Предложены основы нового гибридного метода упрочнения поверхности конструкционных сталей. При этом основное внимание будет уделено малоизученной стадии гибридной технологии упрочнения – процессам азотирования, а также цементирования поверхности перед нанесением особо твердых покрытий и криогенной обработки.

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции:

Новизна исследований заключается в определении ранее неизвестных закономерностей насыщения поверхностных слоев конструкционных сталей азотом и углеродом в условиях вакуумного ионно-лучевого азотирования и карбидизации с использованием ускорителей ионов с анодным слоем, а также установлении влияния упрочненного слоя стали на механические и трибологические свойства особо твердых и сверхтвердых покрытий, наносимых в едином вакуумном цикле с последующей выдержкой в криогенных средах. Твёрдость вакуумных покрытий достигается путем создания предварительно упрочненного слоя у поверхности изделий из конструкционной стали путём ионно-лучевого азотирования и карбидизации, для предотвращения их растрескивания и отслаивания в процессе эксплуатации, а также достижения возможного синергетического эффекта от сочетания двух различных технологий упрочнения поверхности.

Область применения результатов НИОКР:

Машиностроительные, станкостроительные, инструментальные, деревообрабатывающие предприятия.

Технические преимущества по отношению к лучшим отечественным и зарубежным аналогам:

Высокопроизводительная и малозатратная гибридная технология создания особо твердых и сверхтвердых вакуумных слоев на стальных субстратах, заключающаяся в обработки поверхности конструкционных сталей в едином вакуумном цикле, позволяющая с большой эффективностью использовать особо твердые и сверхтвердые нанокомпозиционные покрытия на упрочненном, путем ионно-лучевого азотирования и криогенной обработки, слое металла.

Экономические преимущества:

За счет высокой производительности и малой затратности разработанной технологии гибридного метода упрочнения вакуумных покрытий будет получена экономия денежных средств более чем в 1,5 раза.

Потенциальные потребители создаваемой научно-технической продукции:

УП «Цветлит», ОАО «Полоцк-Стекловолокно», «Научно-технический центр «ЛЭМТ» БелОМО» и др.

Контактная информация:

Учреждение образования "Гродненский государственный университет им. Янки Купалы"
Овчинников Евгений Витальевич
моб.: +375 29 780 40 16
e-mail: ovchin@grsu.by

ГНУ "Физико-технический институт» НАН Беларуси"
Чекан Николай Михайлович
тел: +375 17 369 91 39
e-mail: pec@bas-net.by