автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение качества изделий из инструментальных сталей посредством ионно-вакуумной модификации их поверхностей

РГ6 ОД'

Санкт-Петер0ургркий-государственный технический университет

Рг о од

... На правах рукописи

СМИРНОВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЯИЯ ИЗ ШСТРК.ЕНТАЛЬШК СТАЛЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ИОННО-ВАКУУМНОй М0ДИФИКАЦШ1 ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

*

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1993

, . А

Работа выполнена на ка£едре "Технология конструкционных материалов" Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Научный руководитель: чл.-корр. АТН БФ, доктор те:ашческнх

наук, пройессор Сатерпн Андреевич

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Санчало Игорь Аркадьевич ' •

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Верещала Анатолии Степанович; кандидат технических наук, доцент Еуков Эдуард Леонидович

Ведущее предприятие: Государственная научно-производственная коммерческая фирма (КАРП!), С.-Петербург

Защита диссертации состоится 8 июня 1953 г. в 15 ч на'заседании специализированного совета, Д 063.38.16 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Полите:зп:ческая, д. 29, корп. I, ауд. 41. - ' ,

С диссертацией мо::шо ознакомиться з ^упа-монтальноЛ библиотеке университета.

Автореферат разослан " О " Л 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

к.т.н., доц., ::.А.Солч;ло

М &

ОБЩАЯ ХЛРЛКТЗРПСПЖА РАБОТЫ

Актуальность тем. Эксплуатационные свойства инструментальных сталей определяются как объемными характеристиками, так и в значительной степени качеством их поверхностного слоя (шероховатость, физпм-механпческое срстояш:е, структура и др.). Последнее обуславливает процессы заро.тдешш и развития термической и механической усталости, пластической деформации, окалинообразования и истпранпя рабочих поверхностей, приводящие к снижению качества и точности получаемых изделий и к выходу их из строя. Таким образом, повышение работоспособности ре.'г.^'эго :; ;птампового стального инструмента за счет получения высокого качества его рабочих поверхностей в соответствии с заданными условиями эксплуатации является актуальной задаче::, решения которой и посвящена настоящая работа.

Цель исследования. Повышение работоспособности изделий из инструментальных сталей путем ионно-вакуумной модификации их поверхностны:: слоев, обеспэчявахщеЗ целенаправленное изменение свойств последних и управляемое формирование переходной зоны ме:г.цу фуп^тпопатьш.'м покрытием и инструментальным материалом.

Методы исследований. В работе прженялксь теоретические, основанные на законах классической термодинамики, анализе коггТигурацконной модели вещества и процессов взаимодействия высокоонергетических пучков с веществом, а та1с*е экспериментальные :.:етоды исследований. Использованы современные стандартные методики оцегаси параметров качества поверхности и физико-механических свойств поверхностных слоев, в том число гастроЕШ! электронная, металлографическая и туннельная :дп-.пэскои11я, рентгеноструктурный анализ, а так.7е ОЖЭ-спектроскопия. Теоретические исследования и обработка экспериментальны:: данных випол:шлась с применением ЭВМ.

Научная новизна состоит:

- в разработке методики выбора модиф:щпру:о:ддх зле::ентов и модели их в-пшакя на физико-механические свойства поверхностного слоя с оценкой возможности образования новых фаз и соединений;

- в создании методики ¿оптирования за счет ионно-вакуум-ных воздействий модифицированного переходного слоя.медцу покрытием и инструментальным материалом с плавным изменением его хшдгаеского состава и свойств.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке технологических рекомендации по выбору химических элементов для модификации поверхности различных групп инструментальных сталей в зависимости от условии эксплуатации изготовляемых из них инструментов;

- установлении рациональных, определяемых по полученным математическим зависимостям ре:кимов конно-вакуумной обработки инструментальных сталей и создании на этой основе технологического процесса модификации поверхности режущих и штамповнх инструментов ;

- в рекомендациях по назначению основных параметров установок для реализации предлагаемого процесса конно-вакуумной обработки изделий из инструментальных сталей.

Реализация работы. Установка и технология конно-вакуумной модификации инструментальных сталей внедрены на !Ш0 "Еосток-машзавод" в г. Усть-Каменогорске с о-кицаешм годовнм экономическим эффектом 148 тыс.руб. (в ценах на начало 1992 г.). Производственные испытания изделий из инструментальных сталей, проведенные на четырех предприятиях России, показали повышение ' работоспособности рея^пцего инструмента и прессово-лта-яовол оснастки от 2 до 15 раз. Результаты ксследовали:; используются в учебном процессе на кафедре "Технология констдт.цхошшх материалов" СПбГТУ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуэдались на пяти всесоюзных.!: республиканских конференциях и семинарах (Томск 1988 г., Каунас 1989 г., Улан-Удэ 1989 г., Ленинград 1990 г., Сморгонь 1992 г.), а так:::е па четырех научно-технических семинарах в Москве 1983 г. и Ленинграде (1990, 1991 и 1!92 г.г.)'. В целом работа обсуг.дена-на совместном заседании каф-ецр технологии конструкционных матзрпатов и технологии машинострвения СПбГТУ.

Публикации. Основное' содержание диссертации опубликовало в 16 печатных работах.

Стотктупа и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения и приложения, изложенных на 84 страницах машинописного текста, содерлпт 39 рисунков, 8 таблиц, список литературы, вкл:эчхэгд1й 106 накшзяэвшгай, и приложение на 27 страницах.

С0ДЗР£А1СЗ РАБОТЫ

В пепвой глазе приводится аналитический обзор работ, посвященных особенностям структурного и (разового состава инструментальных сталей, определяющим их эксплуатационные свойства.

Показано, что инструментальные стати, характеризующиеся высоки.! содержапнем углерода и легирующих элементов, существенно отличаются от конструкционных сталей. Такие свойства, как твердость, прочность, износостойкость п теплостойкость, приобретаете этими материалами в результате термообработки, определяют их область применения и работоспособность. Структура указанных сталей представляет собой мартенсит, находящийся в ыетастабильном состоянии и содержлщий дефекты кристаллического строения (дпсло-Kair.ni, ме.тузельпые атомы, вакансш! и др.), плотность которых приближается г: плотности в холоднодеТормированном металле. Наличие избыточных карбидов, их неоднородное распределение, форма и величина обуславливают анизотропна прочностных свойств и склонность сталей и хрупхог^г разрушению. Последнее в большинстве случаев начинается с поверхностного слоя, что связано с качеством поверхности, определяема: :п:::г,ог;о;.:отр::ей, выходом карбякшх строк и'отдельных карбидов на поверхность, а также мнкрзтртднна-1.я и скопление:.: точечных десантов в приповерхностной области.

Существующие методы поведения качества изделий из инструментальных статей можно разделить на две группы. К первой относятся способ;:, изменяющие свойства металла по всему объему (термическая, теркомеханнческая обработки и др.). Ко второй - способы, влхяющ::? л::жь па свойства рабочих поверхностей изделий. Для по-атли качества от::": поверхностей наряду с ггадпсюшпйя все больжее распространение находят влектрофизические методы обработки. Сшг, как правило, связана с ксиользозх'пго:.: новых исто'ппгхов оперши (плазменной, ::онго.":, гжехтро пюл :: др.) и в пг.с?о.т;зо время в::лю*п.;т два наптавления: мо.;:;":хл:'пю поверхности пысоко-онэгготпчес:::::" пучкам:: :: :::г:есо::::е '¿чдтпхзчгл."-::::" покг;:?;:й.

о

о

Исследования вопросов БзспаодвЛствкя высокоолзрготкческкх частиц с поверхностно посвящены работы .М.1:.1усево:;, П.Л.Лброяна, А.Н.Ддденко, Ф.Ф.Комарова, П.П.Белого, Л.Праняьхчуса, Г.Л.Сакса-ганского, А.Е.Лигачева, II.Б.Куракина, Ю.М./я'одх.ппа, П.Акулова, А.М.Погребняка и др. Показано, что модификация поверхности высоко энергетическими пучками в вакуума является универсальным и перспективным методом легирования, которых, по изменяя размеров изделия, позволяет формировать повэрхлостныо слон требуемого химического состава с высокими эксшгуатапнонлыг.х: сзо."ствамг.

Другое направление повышения работоспособности инструмента, связанное с нанесением износостойких' покрытий, создано работами А.С.Верещакп, Ю.Г.Кабадцина, В. II. Табакова, ВЛ.'Гозтгаава, Б.С. Митина, В.С.Клубшжина, А.К.Скяелкцккова, .Д.1..Тзтзльбау:.'л, Б.А. Эйзнера и др. Указанными автора!л разработан!.: принципы конструирования и предложены составы покрытий ко: позиционного и многослойного типов с требуемыми фпзпт.о-механпческимн свойствами. При этом покрытие рассматривается как третья технологическая среда медду инструментальным и обрабатываемым материалами, границей кедду которыми возможно управлять. Однако большинство исследований, посвященных стойкости инструментов с покрытиями, ограничивается лишь' оценкой их релущлх свойств в зависимости от состава, структуры к способа получения покрытия и нэ рассматривали1 возможность получения переходного слоя в целях улуч'юнпя работы инструмента.

Таким образом, проведенных анализ литературы показал, что до настоящего времени остается недостаточно изученным сло::ашй механизм влияния особенностей поверхностного строения илструмен-тальных сталей на формирование переходного слоя х его состав во взаимосвязи с составом и качеством соответствуз';огэ г.гяхэстоЗ-кого покрытия.

В связи с отиы для достижения поставдо:пэ.". в чхетоя ;е'1 работе цели было необходимо рз'ихть слодух'цго оснонч':е задачи:

1) разработать методику выбора :чг.":чосг.':х г-г'эптог, обос-печшааздкх для различных типов инструментов "э;:":и;")н_лне модифицированного переходного слоя с трзбуемнд: "хинно-о -чссгп.гс: свойствами;

2) создать моДэль вза^дадеЛстспя мохг'ни"'у : - хгтатов с поверхностными слояг.з: знстругхкпгшгьшг: стслг' , утл'пултгп чоз-

мо-лость образования лови:: 'Таз п соединена:;

3) получить математические зависимости, связываание некоторые параметр« качества поверхностного модифицированного слоя с параметра'.;! процесса лоп!ю-вахуумлой обработки;

4) разработать технологический процесс полно-вакуут.дгой мо-длупсацип поверхности из дали:! из инструментальных сталей, еклю-чащий рзцполальяг-го регжш во взаимосвязи с раэ-'зрамг детали, а такта необход:;:,не рекомендации по оборудования для осуществления указанного процесса.

Во втошй главе, исходя из особенностей (Тазового, структурного i.' кристаллического строения поверхности материала и условий гкспт/атацли изделий из инструментальных сталей, разработана методика создания ::од;:'"::ц::ров2лних поверхностных слоев. При этом модифицированная поверхность рассматривалась как совокупность двух 'Тулкилонатьнпх слоев: собственно покрытия, ответственного за определанные эксплуатационные свойства изделия, и границы покрытие:.: ;: инструментальным материалом. Толнрэду указанных слооз могло изменить за счет применения различных способов нанесенля покрытий в сочетании с ионной ¡"¡плантацией п ионным перемегагзанком. Такой вариант обработки долт.ен обеспечить: "залечлвалхо" .'.лкродефектоз поверхности к пргаоверхност-иой области, создание барьерного слоя, препятствующего выходу доТехтоз кристаллического строения на поверхность, а такзге на-ЯГШ9 плавного перевода по ггтескоту составу и свойствам от основы к покрптпгэ.

На рис. I представлена блог.-езма выбора гдисгческих элементов для Тор: ¡крозглля переходных коифщпрэвашшх слоез инструментальных сталей. Первоначально производится анализ 'Тизико-хп-:д:чесп:х ."акторов, олрз делянах:: необходима эксплуатационные характеристики хздзлкй (прочность, твердость, износостойкость к др.), что позволяет произвести глрвлчлый отбор ~.то;:онтов по их свойствах. ГЬсдо тгэгэ вняглг.егол сг-тзь физико-хл-лпеских свойств !.:о ::: ':т':;::ола'1ло.': роЕзрглооти с ато;~-;ой :.-ассо.'1 :: хлддгчз-ско.": природе "лемектов по дзул независимл:.: хилг.гвленкям, пор-:;оэ которых еояэеачо .ч;. опыте грасасохтого синтеза сплавов ло состояний исходя из термодина'Д'чошслх

положений. Это лэзеэллог конструировать поверхностные слон ¡пгс-

Plie. I. Блок-схема выбора :ап.щческпх элементов для модификации поверхности инструментальных сталей

т

труканталышх статей с пзшшкцпглся фазовым и структурннгл состоянием по глубине, обеспечивающим физгао-хшлическуя совместимость поверхности и объема инструмента при заданных условиях эксплуатации. В результате выделяется приоритетная группа элементов для модификации поверхности и производится оценка смещения модифицированного слоя инструментальной стали к термодинамически равновесному состоянию. Одновременно рассматриваются физико-механические свойства модифицированного слоя инструментальной .стает на основе конфигурационной модели вещества, предложенной Г.З.Сансоновым, которая позволяет прогнозировать свойства материала в зависимости от его химического состава. Главным определяющим понятием конфигурационной модели является статистический вес атомов со стабняьнытли конфигурациями (СЗАСК), которые для переход!шх металлов соответствуют с{", с(5 и с/40. Изменяя соот!юшение атомов с различными стабильными конфигурациями в системе, а также соотношение количества локализованных и коллективизованных электронов, можно управлять такими свойствами инструментальных сталей, как прочность, твердость, пластичность .

При введении в поверхностные слои инструментальной стати атомов вольфрама, молибдена, хрома с числом с1 -электронов ме-ныщдл, чем у :яелеза, и.ющего на с/-оболочке сесть электронов, имеет место понижение доли локализованной части валентных электронов п позыдэнпе СВАСК с!5 , что приводит к общему росту прочностных свойств стали. Повышение го пластических свойств является следствием растворопил в мэлозе атеглзятоз с высокгд; СВАСК с/ 0 (нжель, кобальт).

Таким образом, предлагаема1! методика позво.ляет выделить элементы, которые целесообразно использовать для модпф^гкоцип поверхностных слоез инструментальных статей, разделшз их на уц-рочнктели :: пласти'Тдкагорн. Коакрогко в качестве модн'лгпрупщих эдеглзнтоэ могдно рекомендовать:

- для ре удэго Инструмента IV, У, Сг,Т1,М,Та, ¡М,2г 5

- для 17ГХ.зтоз холодного деф-ор-дфоганм 1'У,Ио, Ст, [/, Си

- для щта-дтоз горячего деформирования У,С?, IV,

Среди выделенных элементов наиболее утгиерсадындг и кемл-лексно у.гудлаодд: 'хзико-мохантппскпз свойства моддфтироданыо-

ж

- образует неограниченный тверды": раствор замещения с железом, что дает возможность обеспечить плавный переход от основы к покрытию по химическому составу п свойствам;

- оказьпзает упрочняющее действие на ичетрумечтачыг/ю сталь без существенного снижения ее пластичности;

- оказывает залечивающее действ! е на микродефекты поверхностной области в результате образования "барьерного" слоя, препятствующего их выходу на поверхность.

В третьей главе описана методика к представлены результаты расчетов влияния ионов хрома, внедренных в поверхностны"! ело": инструментальных сталей:, на кристаллическую структуру мартенсита и взаимодействия атомов хрома ме;:ду собой.

Расчеты проведены методом молекулярной динамики, а использованные в работе потенциалы межатомного взаимодействия в системе железо-хром были вычислены на основе теории псевдопотенциала. Поля смещений вблизи атомов хрома и их когдиексов, соответствующие статистически разновесным конфигурациям, а также энергии релаксации дефектов, определяли, применяя процедуру искусственной диссипации кинетической энергии (квазидппампческий метод). Вычисления производили на основе комплекса программ для ЭВМ типа ВО (язык программирования FORTRAN ly ).

Расчетный кристалит имел сферическую форму и содержат I4II атомов. Граничные условия задавались в виде слоя атомов, жестко закрепленных в узла:: идеальной кристаллической релзтхи. Число подвикных атоглоз при этом составляло 259. Уравнение движения атомов кристаллита интегрировали методом Чордспка с помощью ЭВМ-программы WORD-77, реачизующей хБазицлначхчосхии метод.

Анализ равновесной кон;Тпгурац:п: изолированного атома хрома в позигрш замещения в редотке мартенсита показа", что эти атомп увеличива:от параметр решетки мартенсита. При этом релаксационный объем для одного хрома составляет -0,11 5?0 , где i?0 -равновесный атомный объем (знак минус соответствует растя'".ен::п решетки). Рассчитанные значения относительного гиг „метра, ро.дет-ки в зависимости от ко:щептрацпи хрома в твердом растворе хорошо согласуются с имеющимися в литературе экспериментальным: данными.

При исследовании комплексов атомов хрома энорп::; связи комплекса.из h атомов хрома определялась •с:п:э:1:

ЕМI, (I)

пт С <1Н

где Ев' - энергия связи комплекса; ~ потен-

цнали взаимодействия атомов хрома между собой и атомов хрома с атомами железа, расположенными на расстоянии ; Ед1, -энергии релаксации комплекса и атома хрома соответственно.

Для комплекса, состоящего из двух атомов, наиболее выгодная конфигурация с энергией связи Е=0,09 эВ образуется, когда атомы хрома являются ближайшими соседями. Комплексы из трех атомов получались прнсоединсшгем к двухатомной конфигурации третьего атома в разные позиции. Аналогично образованы комплексы, содержащие четыре атома. Все рассмотренные комплексы имели положительную энергия связи.

Результаты проведенного моделирования показали, что атомам хрома в мартенсите энергетически выгодно объединяться в комплексы, которые могут являться зародышами интерметаллида на основе жолезо-хро?л, что подтверждает данные предыдущей главы об упрочняющем действии хрома на поверхность инструментальных сталей.

В четвертой главе приведены результаты экспериментов по изучении» влияния ионно-вакуумной обработки на физико-механические свойства, фазовый и химический состав поверхностных слоев инструментальных сталей.

Исследования показали, что ионно-вакуумная обработка не изменяет балл карбидной неоднородности и не влияет существенно на микроструктуру стати. Было установлено также, что при наличии в приповерхностной области шпсротрещин формируемая переходная зона оказывает "залечивающее" действие на микродефектЫ и является барьером для выхода их на поверхность. Это должно повысить прочность изделия, что подтверждается ростом ударной вязкости образцов на 10...15$.

3 то же время определение химического состава поверхност-' них слоев инструментальных сталей, проведенное методом ОЖЭ-спехтроскоппи (рис. 2), выявило наличие переходной зоны, имеющей плавный переход по химическому составу ме:;щу покрытием и основой. О наличии такой зоны свидетельствуют и результаты из-

40

^ 30 о о. Е

3 20

у

а:

8 и

0,6 О,С глубина, мкм

Рис. 2. Распределение химических элементов в поверхностном слое стали Р6М5 после ионно-вакуумной обработки I - молезо; 2 - углерод; 3 - хром; 4 - кислород; 5 - вольфрам и молибден

0,2 0,3

нагрузм, Н

Рис. 3. Кзменеш:е гдд:ротвордоотп поверхности статей I - РЗ',15; 2 - ЗХВГ; 3 - У8А

- исходное состояние поверхности;

— — — иовег:дюсть после нэшю-вахуумчой обпаботки

мерения микротвердости тонких поверхностных слоев бицилиндрп-ческим наконечником (согласно ГОСТ 9450-76), представленные к? рис. 3. Проведенный рентгеноструктурнпй анализ установил уео-личение параметра решетки мартенсита модифицированной поверхности для стали Р6:,'5 с 0,2879 нм до 0,2883 нтл, а для стали 9ХВГ с 0,2869 нм до 0,2872 ни.

Таким образом, полученные данные подтвердили результаты вычислительного эксперимента о создании сиплающих напряжений в модифицированной поверхности. При этом было зафиксировано уменьшение или фактическое сохранение полуширин линий отражения мартенсита,-что свидетельствует об отсутствии влияния ионно-вакуумной обработки на напряжения второго рода.

Оценка шероховатости поверхности инструментальных сталей показала, что при йа >0,16 гам ионно-вакуумная обработка не приводит к значительному изменению этого параметра. Однако при уменьшении шероховатости до Р2 0,2...0,3 мкм зафиксировано" снижение /?г до 0,1...О,2 мкм, что объясняется проявлением эффекта преимущественного травления металла по выступам. Характер лее изменения мпкропрофиля вдоль и поперек направления шлифования не меняется.

Изменение красностойкости для стали Р61.15 выявлено не было, что, видимо, связано с измерзшем твердости на глубине, превышающей глубину модифицированного слоя. При этом после нагрева оточено уменьшение толщины окпеной пленки модифицированной поверхности на 30...40/5, что позволяет говорить о повышении ее сопротивления высокотешературному окислению и коррозии в результате ионно-вакуумной обработки.

В пятой главе на основе обобщения, результатов теоретических и экспериментальных исследований модификации рабочих поверхностей изделий из инструментальных сталей установлены рациональные реванш и даны рекомендации по конструкцшт установки .для реализации предлагаемой обработки поверхности. Рассматриваемый'технологически:! процесс включает в себя предварительную, подготовку поверхности перед загрузкой в камеру, очистку в тлеющем разряде, формирование модифицированного слоя с плавны?.! переходом по его химическое составу и свойствам от основы к покрытию и нанесение фушщлонального покрытия.

Рациональные режимы иошго-вакуумной обработки инструментальных стаю;! определяются максимально допустимой температурой нагрева, которач должна бить на 50...Ю0°С ниже температуры отпуска данной стали. При очистке в тлеющем разряде для инструментальных сталей используют токи 0,01...10 мД/см" и напряжение разряда 500...1500 В, что позволяет удалять адсорби-_ рованные загрязнения оккспую пленку до 20 - 50 им. Температура нагрева при очистке изделия из данной марки стали может быть определена на основе уравнения теплового баланса:

/»■с - > (2)

где 4 - доля электронной составляющей то'ка на поверхности издолия; 1ГК - падание напряжения па прикатоцном слое; Ьгс -потенциал и01п1зацпи газа; fK - выраженная в вольтах работа выхода материала катода; Г - ток разряда; ж - масса изделия; С -.удельная теплоемкость; К - переводной коэффициент; • t - время обработки.

При формировашш модифицированного слоя энергия внедряемых ионов должна лежать в пределах 10...50 кэВ, необходимая доза Ю1® см-2, а рабочий вакуум 1,33-Ю"3 Па. Режимы же нанесения функционального покрытия определяются типом реального испарителя используемо:! установки.

В настоящей работе для реализации разработанного технологического процесса была осуществлена модернизация вакуумного уштерсальиого поста серии ВУП, которач заключалась в введении в состав установки высоковольтного источника питашш (15 кВ, 100 мЛ), модуля ВЧ-понизации (12,56 мГц, 400 Вт), системы вращения изделий и дополнительных вакуумных вводов.

На основе проведенных исследований даны рекомендации по ионно-вакуумной обработке некоторых режущих и штшдювкх инструментов в зависимости от их массы и размеров. Ла основе уравнения теплового баланса вгаег.оаа Горгула для расчета времэнт: очпоткп изделии в тлеющем разряде при рациональных режимах обработки ( И = 600 В и j = 10 м-А/см2)

Г«г±^2_ , (3)

° 0,92 S '

где Ь- допустимая температура нагрева; /Я - масса изделия;

3 - площадь поверхности.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Па основании обобщения результатов проведенных исследований мо;шо сделать следующие выводы.

1. Приоритетными группами элементов для формирования модифицированных слоев на поверхности инструментальных сталей являются:

- для рекущего инструмента Ц V, С7)Тс, /¡¿, Та, N6, Е-г;

- для штампов холодного деформирования к/, Мо,Сг, Ц Си;

- для штампов горячего деформирования V, С1, IV, Т1, А/в.

2. Наиболее универсальным элементом для комплексного улучшения физико-мехшшческих сзойств поверхности инструментальных сталей слугжт хром, атомы которого, внедренные в кристаллическую решетку мартенсита, создают с::;ималцке напряжения в переходной зоне ме:эду покрытием и основой и способствуют "залечивашпз" мжродефяктов з поверпюстном слое металла.

3. Ког.шлексы атомов хрома в мартенсите имеют поло.тлтельную энеридо связи, величина которой повидается с увеличением числа атомов в комплексе, что мо;::ет привести к формированию продвыде-лений интерметаллидной фазы в поверхностном слое кнстр;гменталь-ной стали и повысить его прочностные свойства.

4. В результате ионпо-закууглой обработки возможно целенаправленно сформировать переходный слой ме;?ду покрытием и инст-рументадьныи материалом, имеющий плавное изменеште по хкд.лчес-кому составу и свойствам, улучшающий связь с покрытием и повышающий эксплуатационные свойства инструмента.

5. Рзцноначыпп.д! репямамн конно-вакуумной обработки инструментальных статей являются: при очистке У = 600 В, У = 10 мА/см^; при конной обработке ускоряющее напр.ткенио 10... 15 кВ, при это?.: следует учит!!вать соответствующие ограничения, определяете размерам: обрабатываемо:; детали.

6. Внедрение разработанных установки и технологии нонно-вакуумной обработки изделий из инструментальных стале;"; на !И0 "Востокмадзаво;;" (г. Усть-Намэ'югорс:-.) осуществлено с о.'ххдаеекм

годовым экономическим огЖоктом 148 тыо.рублей (в ценах на начало ISS2 года).

Основные положения диссертационной работы опубликованы автором в следующих работах:

1. Сенчило И.А., Смирнов A.Li. и др. Нонно-лучевое упрочнение конструкционных материалов. В сб.: Повышение качества изготовления деталей п изделий в мапинострсекип.- .',!.,

1988.

2. й.пгонов АЛЯ., Сенчило H.A. и др. Направленная модификация эксплуатационных свойств изделий ионно-лучевой обработкой. В сб.: Лодпужапия свойств конструкционных материалов пучкам: заряменных частиц.- Томск: ТЛИ, 1988.- С. 123 - 125.

3. Смирнов АЛ.;., Сенчило Ы.А. и др.• Методика выбора химических элементов для конной модифжацш поверхности материалов/ йошю-лучевая модификация материалов: Тез. докл. Всесоюзной конф.- Каунас: КПК, 1989.

4. Сенчило H.A., Смирнов АЛ.!, и др. Кодифицирование поверхностных слоев бистрорэ.'хущей стали за счет комбинированной ионной обработки / Ионно-лучевая модификация материалов: Тез. докл. Всесоюз. конф.- Каунас: КПП, 1989.

5. Смирнов А."., Сенчило И.А., Шатерин М.А. п др. Комбинированная ионная модификация рабочих поверхностей прессового и штамлового инструментов. В сб.: Повышение стойкости штампо-вой оснастки и инструмента.- Улан-Удэ: НТО ;,1ашпром Бурятской АССР, 1969.- С. 37 - 38.

6. Смирнов АЛ.!., Сенчило U.A. и др. Прогнозирование свойств иошю-модифицированных слоев прессового и штамлового инструментов. В сб.: Повышение стоГгкости штамповой оснастки и инстру1.:ента.- Улан-Удэ: НТО Г.Ьшпром Бурятской АССР, 1989.-

С. 39.

7. Смирнов A.M., Сенчило П.А. п др. Повышение работоспособности матриц .для горячего выдавливания сверл методом конного нанесения покрытий / Оптимизация технологических процессов по критериям прочности: "о.двуз. сб.- Уса: 7AII, ISS9.-

С. 178 - IG4.

8. Смирнов АЛ.!., цаторип М.А. и др. Изменение дефектной структуры поверхностных слоев изделий из быстторе.'.ущпх сталей

в результате их взаимодействия с ионаг.Д! высоких энергий / Радиационная повреждаемость и работоспособность конструкционных материалов: Тез. докл. 1У Всесоюз. семинара.- Л.: ЛГТУ, 1990.

9. Смирнов А..:;1., Сенчило И.А. и др. Повышение водородо-стойкости поверхностных слоев стальных изделий за счет их вакуумной обработки / Повышение эффективности применения электрофизических и электрохимических методов обработки металлов: Материалы науч.-техн. семинара.- Л.: ДЩШ1, 1990.

10. Сенчило H.A., Сшрнов A.M. и др. Управление качеством поверхностных слоев изделий посредством ионных воздействий на них / Повышение качества изготовления изделий.в машиностроении: Меквуз. сб. науч. тр.- Л.: ЛПИ, 1990.- С. 9 - 14.

11. Смирнов A.M., Сенчило И.А. и др. Особенности разработки технологических процессов ионной обработки изделий / Прогрессивные технологические процессы в машиностроении: Сб. науч. тр.- Л.: ЛГТУ, 1990.- С. 40 - 43.

12. Сенчило И.А., Смирнов A.M. и др. Повышение работоспособности металлокерамики посредством ионной модификации ее поверхности / Технологическое и конструкторское обеспечение высокоэффективного производства в автомобилестроении: Сб.- Л.: ДВДТП, 1991.- С. 28 - 25.

13. Сенчило H.A., Смирнов АЛ.!., Барченко В.Т. 0 возможности применения установок серии ВУП для комбинированной ион-но-вакуумной модификации поверхности изделий // Вакуумная техника и технология.- 1991.- 1:3,- С. 52 - 54.

14. Смирнов А..'.!., Сенчило И.А. и др. Отделочная ионно-вакуумная обработка прессово-штамповых инструментов из быстрорежущих сталей. В сб.: Отделочно-чис-товые методы обработки и инструменты автоматизированных производств.- Л.: ЛПИ, 1991.

15. Сенчило H.A., Смирнов A.M. и др. Управление свойствами поверхностей изделий из инструментальных сталей путем их ионпо-вакуумной модификации / Прикладные вопросы ионной галп-лачтацпи: Тез. докл.- Сморгонь: С30С, 1992.

16. Сенчило ¡I.A., Сг.прнов A.M., Шатерин М.А. и др. Формирование функциональных поверхностных слоев на изделиях из минералокерапики. В сб.: Повышение производительности и качества обработки изделий электрофизическими и комбинированными методами.- С.-Петербург: СПбГТУ, 1992,- С. 26 - 29.