автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Повышение стойкости инструмента для горячей штамповки диффузионным хромоникелированием

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

РГЗ сл

Па правах рукопису УДК 621.793 '

МИХАЙЛІВ НАДІЯ ПЕТРІВНА

ПІДВИЩЕННЯ СТІЙКОСТІ ІНСТРУМЕНТУ ДЛЯ ГАРЯЧОГО ШТАМПУВАННЯ ДИФУЗІЙНИМ ХРОМОНІКЕЛЮВАННЯМ

Спеціальність 05.16.01 - Металознавство і термічна обробка металів

Авторе фера т дисертації на .здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук

Київ 1996

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі зносостійкості і відновлення деталей Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу.

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор Мельник П.І.

Офіційні опоненти

Провідна організація

- доктор технічних наук, професор Лоскутов В.Ф.

- кандидат технічних наук Лучка М.В.

- ВАТ'Івано-Франківський арматурний завод"

Захист відбудеться "24" червня 1996 р. о 15 годині нг засіданні спеціалізованої ради металознавства і ливарногс виробництва К 01.02.12 в Національному технічному університет: України "Київський політехнічний інститут" за адресою:

252056, м. Київ, проспект Перемоги, 37, корпус № 9, ауд.№ 203.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національ ного технічного університету України "Київський політехнічниі' інститут".

Відгук на автореферат в двох екземплярах, завірених гер бовою печаткою установи, просимо надсилати за адресою:

252056, м.Київ, проспект Перемоги 37, Національний техпічшгі університет України "Київський політехнічний інститут", вчено му секретарю.

Автореферат розісланий " 2,3 " травня 1996 р.

Вчений секретар спеціалізованої ради, к.т.н., доцент

Федоров Г.Є.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. Значна частка затрат в одержанні деталей на виробництвах машинобудівного комплексу прштадає на заготовки виконані гарячим штампуванням. Чим складніший штамп, тим вища його собівартість і одержаної штампованої заготовки. Ці показники можуть бути знижені за рахунок підвищення довговічності штампового інструменту, одним із способів якого є поверхневе зміцнення шляхом хіміко-термічної обробки. Ефективність цього методу доказана роботами багатьох дослідників, завдяки чому на виробництві знайшло застосуванняйифузійне хромування, борування, нітроцементація, азотування, а також насичення кількома елементами. Кожне із цих покрить підвищує стійкість робочого інструменту в певних умовах експлуатації. Однак, загальним недоліком залишається все-таки недостатньо висока розгаростійкість робочих поверхонь штампу, що обумовлено, в основному, циклічністю протікання твердофазних перетворень в поверхневому шарі в результаті його прогрівання при контакті з гарячим металом.

Виходячи з цього, доцільно забезпечити в поверхневому шарі більш стійку структуру в інтервалі робочих температур інструменту. Вирішення цієї задачі могло би забезпечити дифузійне насичення елементами, які утворюють тверді розчини в широкому інтервалі концентрацій між собою і залізом та обмежують твердофазні перетворення в сталі, що виникають при термоциклічній зміні температури.

З цієї точки зору заслуговує на увагу дифузійне нікелювання та хромонікелювання, поскільки насичення цими елементами в такій комбінації вивчено недостатньо. Зокрема, для підвищення розгаростійкості штампового інструменту, така задача є актуальною як в науковому, так і виробничому аспектах.

Мета роботи. В основу дисертаційної роботи покладені розробка стабільної технології дифузійного нікелювання і хромонікелювання, установлення загальних закономірностей формування дифузійного шару при насиченні нікелем і хромонікелем на сталі 5ХНМ та вивчення властивостей одержаного захисного шару.

У відповідності до поставленої мети вирішувались слідуючі основні завдання:

1. Оптимізація складу реагентної суміші і режимів дифузійного нікелювання та хромонікелювання штампової сталі 5ХНМ при насиченні із порошкових матеріалів.

2. Дослідження кінетики формування дифузійного шару, його фазового та хімічного складу.

3. Вивчення властивостей одержаного захисного покриття на сталі 5ХНМ.

4. Випробування штампового інструменту з поверхневим зміцненням його робочої поверхні шляхом дифузійного легування в умовах виробництва.

Наукова новизна. Експериментально показана і теоретично обгрунтована ефективність підвищення довговічності робочих частин штампового інструменту шляхом дифузійного хромонікелювання із порошкових сумішей оптимізованого складу. Розроблені технологічні процеси дифузійного насичення сталі 5ХНМ цими елементами з одного джерела, та послідовним насиченням.

Встановлено оптимальний склад реакційної суміші для нікелювання сталі 5ХНМ, досліджено будову, хімічний і фазовий склад дифузійного шару на цій сталі.

Виявлено в дифузійнонікельованому шарі включення алю-мінідів заліза і показано, що атоми алюмінію проникають в дифузійний шар, будучи відновленими із його оксидів в реакційній суміші.

Досліджено будову, хімічний і фазовий склад нікельованого шару на сталі 5ХНМ, одержаного окремо із сумішей, які містять в якості інертної добавки порошок АІг 03 , або МдО.

Виявлено, що нікель інтенсифікує дифузійне насичення сталі 5ХНМ хромом при додаванні його в реакційну суміш, або ж після попереднього дифузійного нікелювання.

Показано, що 30% -ний вміст залізного порошку в суміші максимально інтенсифікує дифузійне насичення як при нікелюванні, так і при хромонікелюванні. Досліджено, що дифузійне нікелювання та хромонікелювання затримують утворення роз-гарної сітки на гравюрі штампового інструменту.

Практична цінність роботи. На основі результатів проведених досліджень відпрацьований технологічний процес хромонікелювання штампового інструменту для умов виробництва. Випробування ' показало , що стійкість хромонікельованих вставок штампів із сталі 5ХНМ для формування комірчастих фланців на Івано-Франківському арматурному заводі підвищується в 5 разів.

Автор захищає:

-технологію дифузійного насичення сталі 5ХНМ нікелем і хромонікелем;

-закономірності процесу формування дифузійних покрить на основі хрому і нікелю на сталі 5ХНМ;

-закономірності будови, фазового та хімічного складу поверхневого шару на сталі 5ХНМ\

-результати дослідження властивостей одержаних зміцнюючих покрить;

-результати випробування ефективності досліджень у виробництві.

Апробація роботи. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на ХХІІІ-му семінарі по дифузійному насиченню і захисних покриттях (м.Івано-Франківськ, 1990 р.); ХХІУ-му семінарі з дифузійних покрить (м.Київ, 1991 р.); міжнародній науково-технічній і методичній конференції (м.Комсомольськ-на-Амурі, 1992 р.), а також на наукових семінарах кафедри зносостійкості і відновлення деталей Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу.

Публікації. За результатами виконаних досліджень опубліковано 7 праць.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаної літератури та акту промислових випробувань.

Дисертаційна робота викладена на 156 сторінках машинописного тексту і містить 53 рисунки, 21 таблицю та 1 додаток.

У бібліографії наведено 123 назви праць вітчизняних і зарубіжних авторів. .

ЗМІСТ РОБОТИ

Обгрунтована актуальність дослідження нікелювання і хромонікелювання штампової сталі 5ХНМ з метою підвищення розгаростійкості робочої поверхні інструменту для гарячого штампування. Сформульовано мету, завдання дослідження і положення, які виносяться на захист.

Проведений аналіз літературного огляду наукових праць, присв'ячених підвищенню стійкості інструменту для гарячого' штампування поверхневим легуванням, а також технології його здійснення. Показано, що поверхневе легування являється ефек тивним способом підвищення стійкості штампового інструменту.

Однак немає універсального способу поверхневого зміцнення сталі шляхом дифузійного насичення. Його ефективність залежить від багатьох факторів: хімічного складу сталі, геометрії інструменту, насичуючого елементу та інше. В свою чергу, стійкість сформованого покриття залежить від умов експлуатації штампового інструменту. Отже, питання підвищення його стійкості дифузійним насиченням вирішується конкретно для даного виробництва з врахуванням умов його експлуатації.

На основі проведеного літературного огляду зроблено висновок, що перспективним способом підвищення довговічності штампового інструменту із сталі 5ХНМ може бути дифузійне насичення її нікелем та хромонікелем і поставлена задача дослідження.

Обгрунтовано вибір матеріалу і методик дослідження. Поверхневому зміцненню підлягала штампова сталь 5ХНМ, яка використовується на Івано-Франківському арматурному заводі для виготовлення інструменту для гарячого штампування.

Насичення проводили газовим контактним методом з використанням герметичних контейнерів.

До складу реакційної суміші входив порошок насичуючого елементу, оксид алюмінію або магнію, хлористий амоній і залізний порошок.

Поскільки відпрацювання оптимальних режимів дифузійного нікелювання вимагало проведення великої кількості експериментів, в роботі був використаний метод планування експерименту. З його допомогою одержано рівняння регресії глубини дифузійного шару, як функції зміни температури, процентного складу насичуючої суміші, тривалості експерименту.

Металографічні дослідження виконувались на мікроскопі МИМ-8М. Для вимірювання мікротвердості використовувався ПМТ-3 при навантаженні 0,050...0,100 кг не менше чим в 15 полях зору.

Для визначення фазового складу покриття використовували дифрактометричний метод рентгенівського аналізу. Дифракто-грами знімали на установці ДРОН-З.О у випромінюванні СиДля кількісного аналізу був використаний мікрорентгеноспектральний аналізатор " Оатякап ^ВУ".

Жаростійкість покриття визначалась за методикою регламентованою ГОСТ 6130-52. Кількісно жаростійкість оцінювалась

масою окалини, що утворилась за одиницю часу на одиниці поверхні.

Для визначення розгаростійкості зразки нагрівали до тем ператури 800 °С, що відповідало максимальній температурі нагрівання поверхні робочого елементу штампа в процесі його роботи. Після чого охолоджували в проточній воді. Через кожні 25 циклів теплозмін зразки піддавали глибокому травленню в 50%-тному водному розчині соляної кислоти при температурі 65-80 °С. Наявність розгарних тріщин встановлювали візуально з домогою лупи. Поява тріщин після певного числа циклів служила основним критерієм оцінки розгаростійкості покриття.

Мікрокрихкість покриття визначали за методикою запропонованою Ікорніковою Н.Ю. і Самсоновим Г.В. .

Мікропористість покрить оцінювали за методикою запропонованою Рибкіним В.Ф., а зносостійкість визначали за методикою, розробленою на кафедрі МОТТОМ КПІ. '

Досліджені закономірності формування нікелевого покриття в залежності від реяшмів насичення.

З метою уникнення впливу нестабільності хімічного складу зразків сталі 5ХНМ різних партій поставок, нами проводилось рафінування на деяку глибину зразка, шляхом дифузійного залі-зніння, в суміші слідуючого складу: залізний порошок марки ПЖІМЗ - 60%, оксид алюмінію - 35% та хлористий амоній - 5% за масою. Рафінування проводилось протягом 5-ти годин при 1000 СС. '

' Таким чином, послідуюче насичення протікає в поверхневу зону одинакового хімічного складу усіх зразків, що є одним із факторів стабільності процесу формування захисного покриття.

Однак, очікуваної інтенсифікації послідуючого нікелювання не спостерігалось, а тому в подальшому була опробована технологія нікелювання із суміші, яка містить в собі, від 10 до 40% залізного порошку. Оптимальним виявився вміст його 30% .

Дифузійне нікелювання зразків проводили при температурах 900, 1000 і 1100 °С та часі витримки від 2-х до 12 годин. Результати досліджень показали, що суттєвої різниці в мікро-стурктурі нікельованого шару сталі 5ХНМ в залежності від часу і температури не спостерігається. Ці фактори, істотно впливають лише на глибину дифузійного шару.

Загальною характеристикою будови дифузійного шару є формування в ньому роздільної зони, яка проявляється на фотографії у вигляді темної смуги (рис.1).

Мікроструктура нікельованої сталі 5ХНМ в суміші:

Ni - 60%, Аі2 03 - 35%>, NH4 Сі - 5% знята на мікрорентгеноспектральному аналізаторі "Gamskan-4DV"

Рис.1.

В таблиці 1 приведені результати мікрорентгеноспектраль-ного аналізу по глибині дифузійного шару (рис.1), з якого видно, що точка ТЗ характеризується високим вмістом усіх елементів, крім нікелю. Поява 25,2 % алюмінію потребувала окремого пояснення. Алюміній в хімічному складі сталі 5ХНМ відсуЬгній. Отже, єдиним джерелом поступлення алюмінію є хімічний склад реакційної суміші, в яку входить оксид алюмінію. Логічно допустити, що алюміній відновлюється із його оксиду в результаті протікання хімічних реакцій., Атоми алюмінію при цьому поглинаються поверхнею сталі, сприяють формуванню зони фазового перетворення і разом з нею просуваються в глибину зразка, чим і пояснюється їх високий вміст саме в точці ТЗ. ,

Заміна в насичуючій суміші оксиду алюмінію на оксид магнію підтверджує таку можливість появи алюмінію в дифузійному шарі також і тим, що не формується зона його розподілу, про що свідчить металографічний аналіз, а мікрорентгено-спектральний аналіз не фіксує наявності алюмінію в ньому.

Таблиця 1.

Розподілення хімічних елементів в дифузійному

шарі нікельованої сталі 5ХНМ

Хімічн. елемент Масовий вміст хімі чних елементів, %

ТІ ’ Т2 ТЗ Т4 Т5 те

Те 30,120 30,635 54,745 51,291 86,071 96,555

т 67,579 68,100 7,736 46,141 10,800 1,184

Мп 0,088 0,154 2,229 0,640 0,744 1,204

5г 0,058 0,152 2,891 0,613 0,366 0,222

Сг 0,101 4,227 0,068 0,049 1,049 0,567

Мо 0,531 0,386 2,977 0,693 0,732 0,275

\ 1,420 0,410 25,201 0,400 0,243 0,000

Примітка. Значення кількісного аналізу дані як усереднений показник по площі. В кожній точці аналізується

площа поверхні 20x30 мкм.

Дослідження впливу домішок залізного порошку в реакційній суміші показали, що при вмісті його 30% мас. (оптимальна кількість) він інтенсифікує формування дифузійного

шару, сприяє більш рівномірному розподілу елементів по глибині шару і не формує різкої перехідної зони (рис.2). В таблиці 2 приведений розподіл елементів по глибині дифузійного шару. Значне відхилення концентрації хрому в точці Т8 пов'язано з утворенням карбідів хрому.

Мікроструктура нікельованої сталі 5ХНМ в суміші оптимального складу

Рис.2. .

Позитивний вплив домішок порошку заліза слід пояснити одночасною дією двох факторів: -

1)дифундуючі в залізну основу атоми заліза, характеризуючись достатньо високим коефіцієнтом самодифузії і відносно малою енергією активізації, інтенсифікують елементарні акти переміщення в кристалічній гратці, сприяючи проникненню атомів насичуючого елементу;

2)иорошок заліза в реакційній суміші, володіючи достатньо великою розгорнутою поверхнею, приймає участь в протіканні хімічних реакцій, що сприяє виділенню на поверхні зразка атомів насичуючого елементу.

5НХМ в суміші: 30% - Ж, 35% - МоО , 30% - Ре, 5% - N11,01

______ _____ Таблиця 2.

Хім елем ■ Масовий вміст хімічних елементів, % мас.

ТІ Т2 ТЗ Т4 Т5 Т6 Т8 ти Т12 Т13

Ре 60,798 57,246 56,810 62,028 63,907 96,773 42,334 40,946 67,695 96,579

Сг 0,159 0,160 1,034 0,069 0,079 0,623 43,851 0,000 0,409 0,568

N1 38,914 42,541 42,039 37,536 35,310 1,250 1,213 59,000 31,589 1,178

Мо 0,000 0,000 1,120 0,334 0,040 0,365 0,691 0,000 0,200 0,261

Бі 0,131 0,055 0,000 0,035 0,457 0,275 0,592 0,044 0,032 0,307

Мп 0,000 0,000 0,001 0,000 0,195 0,714 1,832 0,000 0,062 1,107

АІ

Примітка. Точки Т1-Т5 розміщені від краю покриття через 15 мкм і кількісний аналіз в них даний як усереднений показник по площі поверхні 20x30 мкм. Точка Т6 розміщена за покриттям. Точки Т11,Т12,Т13 - розміщені від краю покриття через ЗО мкм і знаходяться на зернах твердого розчину нікелю в - залізі. Кількісний аналіз в них даний як усереднений показник по площі 10x10 мкм. Точка Т8 розміщена на включеннях в зоні покриття.

Досліджено формування дифузійного шару при хромоніке-люванні шляхом як послідовного, так і насиченням з одного джерела. Нікелювання та хромування проводилось у попередньо відпрацьованих сумішах однокомпонентного насичення. Для хромонікелювання з одного джерела досліджувалися суміші з різним співвідношенням в ній хрому і нікелю. Були відпрацьовані режими насичення також за часом і температурою процесу.

. Характерним є те, що по границях зерен покриття зосереджена достатньо велика кількість хімічних сполук, які стехіометрично відповідають карбіду хрому типу СгщС3та С^С^, Механізм їх утворення пов'язаний, очевидно, з. інтенсивним підсмоктуванням з глибини зразка атомів вуглецю, яке спостерігається також при дифузійному нікелюванню цієї сталі. ,

Слід відмітити, що попереднє нікелювання інтенсифікує послідуюче хромування і, як результат цього, хромований шар на нікельованому зразку сталі 5ХНМ в півтора-два рази більший, ніж на такому ж зразку без попереднього нікелювання. При усіх режимах насичення формується безпористий дифузійний шар з плавною перехідною зоною від покриття до серцевини.

Дифузійне насичення нікелем і хромом з одного джерела проводилось в сумішах з різним вмістом нікелю і хрому. Оптимальною є суміш, яка містить в собі 20% N1 та 30% Сг за масою. В такій суміші були проведені усі подальші експерименти по насиченню хромом і нікелем з одного джерела. В таблиці 3 приведено розподілення хімічних елементів по глибині дифузійного шару хромонікелевого покриття. .

При одинакових режимах насичення хромонікелевий шар в три рази більший за чисто хромований. Разом з тим зневугле-цьована зона при цьому в два-три рази менша за таку ж зону при чистому хромуванні. Отже, нікель є ефективним засобом як для утворення захисного покриття, так і як інтенсифікатор при дифузійному хромуванні сталі 5ХНМ. .

Викладені результати лабораторних і промислових випробувань захисних покрить на зносо-, жаро- та розгаростійкість від яких залежить довговічність роботи штампового інструменту.

Карбідна фаза, легована нікелем, характеризується вищим значенням мікротвердості в порівнянні з фазою (Ре,Сг)9 С3) що корелює з результатами випробування цих покрить на зносостійкість.

Розподілення елементів в дифузійному шарі, одержаному при насиченні сталі

- 5НХМ в суміші: 20% - N1, 30% - Сг, 30% - А10,15% - Ре, 5% - ІУЯ.СІ

4 Я 7

при температурі процесу 1100 °С і витримці 10 годин

Таблиця З

Хім ел. Масовий вміст хімічних елементів, % .

ТІ Т2 ТЗ Т4 Т5 Т6 Т7 Т8 Т9 ТЮ ТИ

Ре 4.125 8.270 73.683 79.040 76.593 79.662 87.181 84.786 88.765 90.845 97.500

Сг 95.404 91.276 20.303 18.520 22.030 18.695 11.267 13.696 9.431 7.709 0.806

N1 0.462 0.302 5.420 1.810 0.972 1.025 0.897 0.878 0.839 0.718 0.733

Мо 0.000 0.000 0.089 0.124 0.115 0.158 0.154 0.226 0.142 0.197 0.174

Яі 0.030 0.000 0.089 0.124 0.115 0.158 0.154 0.226 0.142 0.197 0.174

Мп 0.030 0.000 0.148 0.243 0.000 0.000 0.283 0.284 0.544 0.299 0.728

АІ 0.000 0.005 0.000 0.067 0.034 0.053 0.000 0.000 0.000 0.040 0.019

Примітка: Точки Т1-Т10 розміщені послідовно від краю покриття.

Точка ТИ - на структурі основи.

Крім цього, мікропористість хромонікелевого покриття на 25% менша за чисто дифузійнохромованого, що також є фактором підвищення зносостійкості, завдяки меншій схильності карбідної фази (Ре,Сг,Мі)гС^цо сколювання та її викришування.

Результати випробувань захисних покрить на сталі 5ХНМ на жаростійкість, як ще одного із факторів, який впливає на термін служби вставок штампового інструменту, показали, що збільшення маси (швидкість окислення) при однакових температурах та часі витримки є меншою для хромонікелевих покрить в порівнянні із хромовими. .

Такі дифузійні покриття суттєво підвищують розгаростій-кість сталі 5ХНМ та опір термічній втомі, що було нами використано як засіб підвищення довговічності вставок штампового інструменту гарячого штампування.

Промислові випробування проведені на Івано-Франківському арматурному заводі показують, що стійкість хромонікельованих штампових вставок із сталі 5ХНМ 050 мм, для прошивання отворів при штампуванні комірчастих фланців у 5 разів вища від стійкості вставок без покриття, що зафіксовано актом промислових випробувань дослідної партії.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Порівняння технологій нікелювання і хромонікелювання попередньо рафінованої поверхні сталі 5ХНМ з технологією насичення із суміші, яка містить залізний порошок марки ПЖМЗ, показало, що більш ефективним є технологія насичення із суміші з вмістом залізного порошку. Вона забезпечує, як стабільність результатів насичення, так і інтенсифікацію процесу формування дифузійного шару.

Для практичного використання більш доцільним є покрит тя, одержане при сумісному хромонікелюванні.

На основі одержаних результатів дослідження сформульовані слідуючі висновки:

1.Дифузійне нікелювання інтенсивно протікає із суміші, в якій міститься 30% залізного порошку від загальної маси. Позитивний вплив домішок порошку заліза пов'язаний, з однієї сторони з достатньо високим коефіцієнтом самодифузії заліза, а з іншої

- з його участю в протіканні хімічних реакцій в суміші безпосередньо на поверхні сталі.

2.Попереднє рафінування сталі шляхом дифузійного заліз-ніння стабілізує процес формування захисного покриття, забезпечує ідентичність результатів насичення, але суттєво не впливає на формування дифузійного шару.

3.Поява алюмінідів в зоні дифузійного шару пов'язана, очевидно, із протіканням реакцій відновлення алюмінію із його оксидів в реакційній суміші. Атоми відновленого алюмінію дифундують в сталь і при досягненні відповідної концентрації утворюють алюмініди заліза.

4.Формування зони, збагаченої вуглецем та іншими доміш-ковими елементами, яка розділяє дифузійний шар, зо-бов’язане виникненню фронту фазових перетворень. Зона фазових перетворень, рухаючись від поверхні в глибину зразка, захоплює з собою постійні домішки, діючи за принципом зонного плавлення. Ця зона формується в процесі прогрівання сталі.

5.Дифузійний шар, який формується при хромонікелюванні сталі 5ХНМ, складається із незначної (5-10 мкм) зони карбідів хрому Сг, С3 та СгггСе на поверхні та подальшої зони твердого розчину хрому і нікелю в а-залізі із включенпям в ньому карбі-дів хрому.

6.Хромування сталі після попереднього нікелювання протікає більш інтенсивно, що пов'язане із зменшенням енергії активації при насиченні хромом твердого розчину нікелю в залізі в порівнянні із хромуванням чистого заліза.

7.Дифузійне хромонікелювання робочих поверхонь штампового інструменту із сталі 5ХНМ підвищує його стійкість як за рахунок утворення карбідних фаз (Ре,Сг)7С3 та (Ре,Сг,Ні)^С3, так і за рахунок досягнення більшої гомогенності структури в поверхневому шарі завдяки її рафінуванню в процесі дифузійного насичення. Термоциклічна зміна температури в меншій мірі приводить до накопичення в поверхневій зоні фазових напружень, які є відповідальними за утворення розгарних тріщин.

8.Дифузійне хромування та хромонікелювання сталі 5ХНМ суттєво збільшує час до появи на них розгарних тріщин.

Промислове випробування хромонікельованих штампових вставок із сталі 5ХНМ на Івано-Франківському арматурному заводі показало підвищення їх стійкості в 5 разів' на штампуванні

комірчастих фланців діаметром 050 мм. Таке підвищення стійкості забезпечує роботу штампового інструменту без його переналадки повну зміну.

Розрахунковий економічний ефект від впровадження розробленого технологічного процесу, при умові повного завантаження пресів, складає 256 млн.крб. за цінами на 1-ше січня 1994 року.

Основні положення дисертації викладені в слідуючих роботах:

1.Микитюк Р.Ю., Михайлив Н.П., Глибчук В.М. Сравнительный анализ влияния активирующих добавок при диффузионном насыщении // Материалы ХХШ-го семинара по диффузионному насыщению и защитным покрытиям. Ивано-Франковск, 1990. - с.70.

2.Мельник П.И., Микитюк Р.Ю., Михайлив Н.П., Глибчук В.М. Анализ диффузионного насыщепия железа с учетом протекающих в нем твердофазных превращений // Материалы ХХШ-го семинара по диффузионному насыщению и защитным покрытиям. Ивано-Франковск, 1990. - с.168.

3.Микитюк Р.Ю., Михайлив Н.П., Глибчук В.М., Гнатков-

ский И.Р. Интенсификация процесса ХТО путем термоцикли-рования в области температур полиморфного превращения железа и его сплавов // Материалы ХХШ-го семинара по диффузионному насыщению и защитным покрытиям. Ивано-Франковск, 1990.-е. 270. .

4.Михайлів Н.П. Підвищення стійкості інструменту для гарячого штампування хромопікелюванням // Матеріали науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ, Івано-Франківськ, 1995. - с. 25.

5.Михайлів Н.П. Дифузійне нікелювання сталі 5ХНМ // Матеріали науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ, Івано-Франківськ, 1995. - с. 24.

6.Михайлів Н.П. Дослідження мікроструктури і фазового

складу хромонікелевого покриття // Матеріали науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ,

Івано-Франківськ, 1996.'с./*-/9

7.Михайлів Н.П. Підвищення зносостійкості сталі 5ХНМ хромопікелюванням // Матеріали науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ, Івано-Франківськ, 1996.-е. 20

- 15 -АННОТАЦИЯ

Михайлив. Н.П. Повышение стойкости инструмента для гарячей

штамповки диффузионным хромоникелированием.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 металловедение и термическая обработка

металлов. Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт”. Киев, 1996.

Защищаются результаты теоретических и экспериментальных исследований диффузионного никелирования и хромони-келирования стали 5ХНМ. Установлено, что хромоникелевое диффузионное покрытие на стали 5ХНМ, полученное при совместном насыщении, обладает высокой жаро- и розгаростойкостью и может быть применено для повышения стойкости

инструмента для гарячей штамповки.

Осуществлены промышленные испытания хромоникелированных штамповых вкладышей из стали 5ХНМ для прошивки отверстий при.

штамповке воротниковых фланцев 050 мм на Ивано-Франковском арматурном заводе. Испытания показали повышение стойкости в 5 раз в сравнении с вкладышами без покрытия и в 2 раза в сравнении с хромированными.

SUMMARY

Mykhailiv N.P.Increase of resistivity of instruments for swaging by diffusive chromonickel plating.

Dissertation for a scientific degree of a candidade of Technical sciences in speciality 05.16.01 general metallurgy and heat treatment of metals. .

Ukrainian National Technical Univirsity "Kyjiv Politecnical Institute".

The results of theoretical and experemental investigations of diffusive nickel and chromonickel plating of steel 5NM are defended. It has been proved thet chromonickel diffusive coating of steel 5NM, achieved at mutual saturation demostrates high heat and resistivity characteristics and it can be used to increase resistivity of instruments for swaging.

Production testing of chromonickel plated swaged boshings made of steel 5NM and used for hole sewing of swaged collar fulfiled at the Ivano-Frankivsk fixture-making plant.

The testing shaved a 5 time instrease of resistivity if to compare it with that possessed by bushings without coating and a double which were chrome plated.

Ключові слова. '

Дифузійне насичення, нікелювання, хромонікелювання, жаростій-кість, розгаростійкісгь.