автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка метода поверхностного легирования сталей при механоимпульсной обработке

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ Ф13ИКО-МЕХАН1ЧНИЙ 1НСТИТУТ 1м.Г.В.КАРПЕНКА

КИРИЛ1В Володимир 1ванович

УДК 620.178.162:621.785.53

Р03Р0БКА МЕТОДУ ПОВЕРХНЕВОГО ЛЕГУВАННЯ СТАЛЕЙ ПРИ МЕХАНОГМПУЛЬСШЙ ОБРОБЦ1

Спещальшсть 05.02.01 - матер1алознавство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертаци на здобуття наукового ступеня

кандидата техшчних наук

1

Льв1в - 1997

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана в Ф1зико-механ1чному шститум

1м.Г.В.Карпенка HAH Украши.

Науковий кер1вник- доктор техшчних наук, професор

Бабей Юлш 1ванович

Офщшш опоненти: Лауреат Державно! премп Украши в

галуз1 науки i технши доктор техшчних наук, професор Голубець Володимир Михайлович, УкрДЛТУ, зав. кафедрою технологи матер1ал1в

доктор техн1чних наук, старший науковий сшвробтшк Широков Володимир Володимирович, ФМ1 HAH Украши

Провздна оргашзащя: 1нститут металоф1зики HAH Украши,

в1ддЪ1 ф1зики нестационарного масопереносу, м. Кшв.

Гч

Захист дисертацп вщбудеться " "

1997р. о А О годит на засвдант спещал1зовано1 ^чено! ради Д 04.01.03. при Ф1зико-мехатчному iHCTHTyTi 1м.Г.В.Карпенка HAH Украши (290601, м.Льв1в, МСП, вул.Наукова, 5).

3 дисертащею можна ознайомитись в б1блютец1 Ф1зико-механ1чного шституту 1м.Г.В.Карпенка HAH Украши (290601, м.Льв1в, МСП, вул.Наукова, 5).

Автореферат розаслано " 40 » Ш jfjp 1997р.

Вчений секретар спещал1зовано1 ради

Никифорчин Г.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АКТУАЛЬШСТЬ РОБОТИ. Одна Í3 основних задач сучасного машинобудування, в1д вирипення hko'í ■ залежить р1вень TexnÍ4Horo прогресу - шдвищення надшност1 та довгов1чност1 деталей машин i елемент1в конструкцШ. Ця задача нерозривно пов'язана Í3 розробкою i впровадженням у виробництво прогресивних технологш, високопродуктивного обладнання, як1 забезпечують суттевий picT продуктивное^ прац1 i якосп продукцй', зниження витрат дефщитних i дороговарйсних матер1ал1в, економш трудових, матер!альних i енергетичних pecypciB. До таких технологий необхщно в1днести такий простий та ефективний cnoci6, як механо1мпульсне змщнення. Bíh дозволяв створювати в приповерхневих шарах деталей машин специф1чний структурно-напружений стан, який забезпечуе покращення експлуатащйних характеристик вироб1в. Для розширення технолопчних можливостей методу необхвдно вивчити продеси масопереносу в приповерхневих шарах металу в залежносп вщ структури та стану поверхн1, розробити методи подач1 легуючих елемент1в в зону фрикщйного контакту (ФК), а також поеднання механо1мпульсно1 обробки (MIO) i поверхнево! пластично! деформаца (ППД).

МЕТА РОБОТИ - дослвдити ochobhí законом1рност1 масопереносу та формування xÍMÍ4Horo складу, структури i ф1зико-механ1чних властивостей приповерхневих iiiapiB сталей при MIO, розробити методи легування та змщнення i видати на щй ochobí практичш рекомендацп.

Для досягнення мети поставлен! наступи! задачк

1. Досл1дити вплив BiixiflHo'i структури, стану поверхш та температуря на процеси масопереносу при MIO.

2. Вивчити вплив матер1алу змщиюючого шструменту на х1м1чний склад, структуру i ф1зико-механ1чш властивосп .змщненого металу.

3. Розробити методи поверхневого легування сталей.

4. Вивчити змшу структури i ф1зико-мехатчних властивостей теля легування та íx вплив на зносостшшсть сталей.

5. Розробити практичш рекомендацп по застосуванню легування при механсампульсному змщненн1 для тдвищення працездатносп деталей машин.

НАУКОВА НОВИЗНА РОБОТИ. Вперше показано, що при MIO мають м1сце процеси масопереносу легуючих елеменпв ззовн1 в приповерхнев1 шари змщнюваного металу. Встановлено ochobhí законом1рност1 формування xÍMÍ4Horo складу, структури i ф1зико-механ1чних властивостей приповерхневих uiapiB сталей, легованих у npou,eci MIO. На ochobí розрахунк1в показано, що оптимальним матер1алом штрументу е титанов! сплави та нержав:кга CTani. 3 метою легування синтезовано hobí технолопчш середовища (ТС), яш дозволяють покращити експлуатацшт властивост1 сталей.

ПРАКТИЧНА ЦШШСТЬ РОБОТИ. Розроблено спещальт ТС для легування приповерхневих niapiB, методику i npncTpiñ для обробки довгом1рних цилшдричних деталей, який дозволяв поеднати MIO i ППД. Для реал1зацп розроблено'1 технологи поверхневого легування створено установку на 6a3i токарного верстату. Запропоноват способи i пристро! захищет п'ятьма авторськими свщоцтвами.

Технолопя поверхневого легування при MIO впроваджена на Ходор1вському цукровому завод1 для змщнення втулок HacociB СОТ-ЮО, СОТ-150 та палыцв елеватор1в В-450, а також на Льв1вськш орендтй ф1рм1 "Колос" для змщнення деталей технолойчного обладнання (ролики, oci, палыц).

На захист виносяться:

- встановлеш законом1рност1 масопереносу легуючих елементав в приповерхнев1 шари змщнюваного металу;

проведен! розрахунки теплових поток1в, виб1р оптимального матер1алу змщнюючого шструменту та його вплив на масоперенос легуючих елеменпв;

- розроблет методи поверхневого легування сталей та i'x вплив на структуру i ф1зико-мехашчн1 властивост1 змацненого приповерхневого шару;

- вплив поверхневого легування на зносостшхисть сталей;

- запропонован1 практичш рекомендацп по шдвищенню працездатносм деталей машин.

ПУБЛ1КАЦП ТА АПРОБАЦ1Я РОБОТИ: За матер1алами дисертацшно! роботи опублшовано 16 роб!т, в тому числ1 5 авторських сввдоцтв. Найбшьш суттев1 результата доповадались на XI конференцп молодих вчених ФМ1 HAH Украши (Льв1в, 1984), VI Всесоюзнш конференцп "Теплоф1зика технолог1чних процейв" (Ташкент, 1985); Всесоюзному науково-техшчному симпоз1ум1 "Шдвищення зносостшкоси. i btomhoi мщносп деталей машин обробкою концентрованими потоками енергп" (Москва, 1985); Всесоюзшй науково-техшчнш конференцп "Шдвищення надшност1 та довгов1чност1 матер1ал1в деталей машин на основ1 нових метод1в терм1чно1 i х1мжо-терм1чно'1 обробки" (Хмельницький, 1988); Республшанськш науково-техшчнш конференцп "Короз1я метал1в шд напруженням i методи захисту" (Льв1в, 1989); Перипй науков1й ceci'i наукового товариства 1м.Т.Шевченка у Львов1 "OchobhI напрямки дослвджень в галуз1 матер1алознавства" (Льв1в, 1990); М1жнародн1Й конференцп "Покриття i модифшування поверхонь для захисту в1д зношування" (Страсбург, Франщя, 1997).

СТРУКТУРА ТА ОБ'СМ РОБОТИ. Дисертащя складаеться i3 вступу, п'яти роздипв, загальних висновк1в, б1блюграф1чного списку л1тератури i3 174 найменуваннь, метить 174 сторшки, включаючи 61 рисунок, 10 таблиць.

ОСНОВНЫЙ 3MICT РОБОТИ

У ВСТУП1 обгрунтована актуальтсть вибрано! теми, сформульована мета роботи, викладен1 наукова новизна i практична щншсть, а також положения, що виносяться автором на захист.

В ПЕРШОМУ РОЗД1Л1 приведено л1тературний огляд 1снуючих метсдов xÍMÍKO-TepMÍ4Ho'i обробки, нанесения захисних покритпв, а також 1мпульсних технологш. Проанал1зовано змшу ф1зико-мехашчних властивостей змщненого металу, досягнуй результата в розвитку технологи механо!мпульсного змщнення i на i'x ochobí сформульоваш ochobhí задач1 для розширення обласп и застосування шляхом дослщження та розробки методу поверхневого легування.

В ДРУГОМУ Р03Д1Л1 приведено обгрунтування вибору дослвджуваних матер1ал1в (армко-зал1зо, стал1 20, 35, 45, 70, 40Х, ШХ15 та 90Г28Ю9МВБ. ш), описано методику фрикцшного змщнення цилшдричних i плоскогранних поверхонь. Приведен! методики досладжень зносостшкостз., а також визначення залишкових напружень першого роду.

Метод MIO заснований на принципах шл1фувальних оиерацШ. Заметь гшпфувального круга встановлюють металевий шструмент. При обробщ цилшдричних поверхонь використовують токарний верстат, обладнаний спещальним пристроем. Змщнюючий шструмент обертаеться Í3 швидк1стю 50...70м/с, а змщнювана деталь - 0,03...0,18м/с. Питомий тиск 1нструменту на оброблювану деталь в 3ohí контакту досягае 0,56...0,73ГПа, а повздовжня подача -0,5...2мм/об. В зону обробки подають спещальщ ТС. Температура приповерхневих niapiB при MIO досягае 1100...1300К. Час дп максимальних температур (6...10)10"гс. В 30HÍ контакту д1ють ÍHTeHCHBHÍ зсувн! деформаци 3Í швидкктю 102...10sc"1. В результат! змщнення на поверхн1 металу утворюються структури бЬшх inapis товщиною до ЗООмкм.

Мшроструктуру приповерхневих uiapiB зразк1в вивчали з допомогою металограф1чного мжроскопа MIM-8M, uiopcTKicTb noBepxHi вим1рювали профЬюграфом-профиюметром модел1 201, мшротверд1сть вим1рювали на прилад1 ПМТ-3. Фазовий склад змщнених приповерхневих niapÍB вивчали з допомогою рентгеноструктурного анализу на дифракторометр! ДРОН-3 в ГеКа-випромшюваннь PeHTreHÍBCbKi зйомки по глибиш зразк1в проводили з допомогою пошарового електрол1тичного травления. Розпди!

легуючих елемегтв по глибиш змщненого шару вивчали пошаровим х1м1чним анал1зом, а також на мЬфорентгеноспектральному анал1затор1 КАМЕБАКС з прискорюючою напругою 20кВ 1 струм1 зонда ~108А при розкир1 анал1зовано1 обласп ~1мкм. Зносостшшсть досл1джували при масляно-абразивному терп (масло ТАП-30+0,1% кварцевого теку дисперстстю до 12мкм) на машин1 тертя М1-1М.

В ТРЕТЬОМУ РОЗД1Л1 викладено результати дослзджень процеав масопереносу. У випадку попереднього гальвашчного покриття рядом легуючих елемент1в (№, Си, Сг) та використання спещального ТС (з метою легування вуглецем) на зразках 1з армко-зал1за I сталей 20, 35 та 45 пошаровим х1м1чним анал1зом 1 на рентгешвському мжроанал1затор1 КАМЕБАКС виявлено масоперенос елемент1в на глибину 80...150мкм. При цьому в армко-зал1з1 концентрация N1, Си, Сг - досягае 1...3% (рис.1), а вуглецю 0,6...1,1%. Анал1з концентращйних кривих по Ф1шеру вказуе на переважно зернограничннй характер розпод1лу легуючих елемент1в.

Рис.1. Розпод1л концентращ1 шкелю (1), мад1 (2) 1 хрому (3) в зразках 1з армко-зал1за. Обробка на поверь

3i зниженням дефектное^ структури концентрация легуючих елеменйв зб1лыиуеться. Оптимальною для легування е ферито-перл1тна структура стал1 з пол1рованою поверхнею. Масоперенос легуючих елеменпв здшснюеться за рахунок генерованих в npou,eci обробки дислокацш i визначаеться умовами деформування. Попередня обробка стал1 в поверхнево-активних речовинах, перед нанесениям гальватчних покрить, покращуе масоперенос, очевидно за рахунок пластифшування приповерхневого шару матер1алу шляхом розсмоктування дислокацш. Коефйценти масопереносу легуючих елеменпв за даними рис.1 досягають значень (0,76...1,0)-10'3см2/с.

Оск1льки коефпцент масопереносу шдвшцуеться з ростом температури, слад також очжувати i шдвшцення ефективност1 MIO в цьому випадку. Для цього проведено розрахунок теплових поток1в i температури в приповерхневих шарах зм1цнюваного металу в залежносй в1д матер1алу змщнюючого шструменту. Найефективншшми матер1алами шструменту выявились титанов! сплави i нержав1юч1 стал1 аустен1тного класу. Розрахунки шдтверджеш експериментально виходячи Í3 досягнено! м1кротвердост1 стал1 45 (ЮГПа), а також розпод1лу вуглецю в армко-зал1з1 при насиченш Í3 ТС (1,1%).

3 шдвищенням загально! к1лькосп легуючих елемент1в у BHxiflHift структур! стал1 концентращя 1мплантованих елементав зменшуеться. Так, на легованих сталях 40Х i ШХ15 концентрацП ншелю досягають 1,23 i 0,64%, а в складнолеговашй стал1 90Г28Ю9МВБ.Ш тальки 0,42% на глибиш 25мкм.

Для покращення ф1зико-механ1чних властивостей сталей розроблено ТС для насичення элементами вт1лення та зампцення. Для легування вуглецем синтезовано пол1мерне ТС (а.с.1678858) на ochobí мшерального масла I-5A, яке мостить як джерело вуглеводшв в1дходи пол1етилену (2...18%), а також протизношувальш та протизадирш присадки. В результат! MIO з використанням цього середовища концентращя вуглецю в приповерхневих шарах армко-зал1за на глибиш до 150мкм знаходяться в межах 0,1. ..1,1%. Мшротверд1сть змщнених приповерхневих iirapiB

на сталях досягае 8...15ГПа, шорстгисть поверхш 11а=0,30...1,82мкм.

Легування хромом, ншелем, кремшем, бором та азотом проводили з розроблених ТС на основ1 пол1метилсилоксаново1 рздини ПМС-100, в яку вводили порошки Сг, №, 81, В, N з величиною зерна до 40мкм (табл. 1). Для приготування -ТС -розроблено- зм1шувач -(а.с. 740509).

Таблиця 1.

ТС для легування хромом, ншелем, кремшем, бором та азотом.

Основа середовища Добавки порошшв легуючих елемент1в (%, ваг.)

ПМС-100 ГОСТ13032-77 хром металевий ХОО,15%

-//- ншель карбошльний ПНК-УТ1, 15%

-II- гексагональний н1трид бору, 8%

Для змщнення довгом1рних цилшдричних деталей розроблено метод поеднання MIO з ППД (а.с.1199601), який забезпечуе стабъчьну глибину легування та змщнення приповерхневого шару по всш довжиш детал!, покращуе шорстшсть поверхн1 (Rz=0,32...0,63mkm), а також дозволяе зб1лыиити величину i глибину залягання в приповерхневих шарах залишкових напружень стиску.

Для насичення приповерхневих uiapiB натираниям з твердо! фази розроблено 36ipHÍ шструменти (а.с. 1533842, 1712135). При цьому матер1ал (зокрема, мадь) набираеться у вигляд1 кигець в пакет або вставок в касету i встановлюеться в корпус шструменту. В npon,eci роботи легуючий елемент з íh струм енту попадае в зону ФК i переноситься в приповерхнев1 шари змщнюваного металу. XímÍ4Hiim анал1зом встановлено наявшсть Mifli в приповерхневих шарах (0,32...0,69%). Деяка KÚibKicTb Mifli залишаеться на змщнюванш поверхн!, що тдвшцуе зносостшк1сть оброблених MIO сталей.

У ЧЕТВЕРТОМУ РОЗД1Л1 розглянуто xímÍ4hhü i фазовий склад, структуру, а також ф1зико-мехашчш властивосп змщненого шару. Характерною особливЬтю структур досладжуваних теля обробки MIO сталей е íx дисперсшсть, висока густина дислокащй i шдвищена мжротвердють.

Рентгешвським анал1зом встановлено насичення легуючими елементами (Cr, Ni, Si) приповерхневих inapiB стал1 70 теля МЮ з використанням ТС на ochobí пол1метилсилоксаново1 р1дини (рис.2). Глибина проникнення становить 60...80мкм. Б1льш ефективною з точки зору 1нтенсивносп легування виявилась МЮ поверхонь Í3 попередньо нанесеним гaльвaнiчним покриттям. У цьому випадку концентращя Сг становить 25...32% при тШ же глибшп насичення. При цьому слад в1дм!тити, що при МЮ на noBiTpi без застосування ТС, зона ФК характеризуемся б1льш високими температурами в пор1внянш Í3 MIO з ТС, що

Рис.2. Розпод1л кремшю i хрому (а), а також кремшю i шкелю (б) в стал1 70 при обробщ з використанням спещальних ТС (табл.1)

Анал1з розпод1лу елемент1в вт1лення (бор, азот) проводили на ОЖЕ спектрометр! ф1рми "Balcers", встановлено насичення ними поверхневих mapiB змщненого металу (рис.3).

Досягнена в процеа МЮ висока концентращя легуючих елеменпв обумовлена, очевидно, високою густиною

генерованих дислокацш. В той же час концентрация легуючих елеменпв тдвищуеться 3Í зниженням вихщно!' дефектност1 структури. При цьому покращуються умови деформування приповерхневого шару металу. В1дпов1дно це зб1льшуе густину генерованих дислокацШ i . пщвищуе концентрацйо легуючих елеменпв.

№ St мим 0,54

Рис.3. Розпод1л С, Fe, О, В, N на

армко-зал1з1

KbibKicTb перенесено! речовини визначаеться числом генерованих дислокацш, а швидк1сть переносу залежить вщ швидкоси i'x перемкцення. Шдтвердженням цього е iнтeIícифiкaцiя масопереносу при попередшй дй' на поверхню металу поверхнево-активно! речовини, яка сприяе розсмоктуванню дислокацш, пластифжуе приповерхневий шар металу i впливае на його об'емну деформащю.

Фазовий склад змщненого легованого шару залежить вщ технолопчних режим1в змщнення, типу ТС, структурного стану вих1дного матер1алу. При MIO в ТС для навуглечення стал1 20 ферито-перл1тно1 структури отримуеться змщнений шар ферито-aycTeHÍTHo'i структури (a-Fe - 35%, y-Fe - 65%). За даними рентгетвського анал1зу параметр гратки y-Fe a=3,6A, що вщпов1дае 1,2% вуглецю. При аналопчних умовах обробки стал1 45 утворюеться ферито-аустеничэ-цементитна структура. Разом з тим фазовий склад залежить ввд температури в приповерхневих шарах, яку можна регулювати пщбором матер1алу змщнюючого шструменту

(табл.2). 3 шдвшценням температури знижуеться густина дислокацш i зменшуеться гилыисть аустешту, а величина блошв мозаши шдвищуеться.

При змщненш MIO стал1 70 (ферит-перли1) утворюеться ферито-цементитна структура. KpiM того в приповерхневих шарах утворюються оксиди FeO, Fe304.

Таблиця 2.

Даш рентгешвського анал1зу поверхш зразыв стал1 45 у FeKa - випромшюванш Я.=1,936А

Матер1ал Величина блокьв Густина a-Fe, y-Fe,

гнструменту D10 6, см дислокацш, р-1015см'2 % %

Сталь 40Х 1,34 1,67 60 40

Сталь 12Х18Н9Т 1,41 1,51 65 35

Сплав ВТ6 1,86 0,87 78 22

Розм1ри блок1в мозаши змщнених uiapiB на стал1 45 досягають величин (1,34...1,86)Ю 6см, що майже на порядок нижче, шж у вихвдному метал1 (10...17)10 6см. Величина зерна залежить ввд вихадно! структури i досягае 0,4...0,8мкм. Мшротверд1сть легованих MIO сталей досягае 8...15ГПа при глибиш змщнення 100...600мкм, що супро-воджуеться досягненням др1бнокристал1чно1 структури, висо-ko'í густини дислокацш, (рис.4) а також дисперсних карб1д1в.

Рис.4. Змша

густини дислокащй (1) i величини блок1в мозаши (2) по глибиш шару стал1 45 обробленог в ТС для навуглечення.

О 50 Ш 150

KpiM того, на приклад1 MIO стал1 45 експериментально встановлено, що в приповерхневих шарах виникають залишков1 напруження стиску першого роду величиною до 200МПа. Обробка МЮ з ППД додатково шдвищуе величину цих напружень до ЗЗОМПа, а глибину ix залягання,- майже в три рази.

П'ЯТИЙ Р03Д1Л присвячений вивченню впливу поверхневого легування на експлуатащйш характеристики сталей, а також розробиД практичних рекомендащй по використанню поверхневого легування при МЮ для шдвищення працездатност1 деталей машин.

Дослщження 3hococtíiikoctí сталей по cxeMi кдльце-вкладка проводили при масляно-абразивному терп i виявили високу ефективгйсть поверхневого легування в процес1 МЮ. Пор1вняно Í3 традищйною MIO без легування зносостшк1сть сталей шдвищуеться в 1,3...4,8 рази (рис.5) При цьому виявлено, що зносостшккть вкладок, як1 були контртЪюм,

GfM2

- 1у

— / J*

* Jy

I I I

/ 2 3 4 5 6

12 3 4 5%añ

Рис.5. Кшетика зношування пари сталь 45 - стальШХ15 при терт1 в масляно-абразивному середовииц к1льця (а) 1 вкладки (б) при використанш piзниx ТС:1 - мшеральне масло 1-12 А; 2 - ПМС-10 О А+15 % м ас. ншелю; 3 - ПМС-100А+15%мас. хрому; 4 - ПМС-100А+8% боразону (1>=0.9м/с, Р=1МПа, масло ТАП-30 +0,1% абразиву).

також гпдвищуеться, очевидно, за рахунок зниження коеф1ц1енту тертя пари. Поверхневе легування при MIO ефективне для пвдвшцення 3Hococtíükoctí мало- та середньовугледевих сталей.

OCHOBHIвисновки

1. При механо1мпульстй обробщ мае м1сце масоперенос легуючих елеменпв (Ni, Cr, Си, С) ззовн1 (з покрить, технолопчних середовищ, шструменту) в приповерхнев1 шари змщнюваного металу. Анал1з концентрацшних кривих по Ф1шеру вказуе на переважно зернограничний характер розподьлу легуючих елеменйв. Коеф1щент масопереносу досягае 10'3см2/с.

2. Попередня обробка сталей, яка забезпечуе стабЬйзоваш структури з низькою дефектшстю, а також активування в поверхнево-активних речовинах, штенсифшують масоперенос легуючих елеменпв.

3. Проведено розрахунок теплових поток1в та температури в приповерхневих шарах стал1 для р1зних матер1ал1в змщнюючого шструменту. На ix ochobí встановлено, що оптимальним матер1алом шструменту е титанов! сплави та нержавшч1 стал1 аустештного класу.

4. Розроблено технолог1чш середовища на маслянш ochobí для легування елементами вт!лення (С, В, N) та замщення (Ni, Cr, Si), akí забезпечують концентраци легуючих елеменив в межах 1...20%, при дьому мшротвердють приповерхневих mapiB досягае 8...15ГПа.

5. При легуванш сталей в процес! MexaHoiMnynbCHoí обробки в ферито-перлтюму cTaHi змщнет приповерхнев1 шари мають ферито-аустештну, ферито-аустештно-цементитну або ферито-цементитну структуру, величина 6jíokíb мозаши досягае 1,34...1,86Ю всм, густина дислокащй -0,87...1,67 1012см2.

6. Розроблено метод механо1мпульсно1 обробки з легуванням та наступним поверхнево-пластичним деформуванням, який забезпечуе стаб!льну глибину змщнення по Bcift .довжиш довгом1рних цилшдричних деталей, низьку шорстшсть поверхн1, а також покращуе епюру залишкових напружень першого роду.

7.Поверхневе змщнення з легуванням шдвищуе зносостшшсть сталей в 1,3...4,8 рази в пор1внянт з 1снуючим методом механо1мпульсно'1 обробки без легування.

Список основних опублшованих праць

1.Каличак Т.Н., Кырылив В.П., Фенчин C.B. Механоимпульсное упрочнение длинномерных деталей типа штоков гидроцилиндров // Физ.- хим. механика материалов. - 1989. - № 1. - С.106-108.

2.Кырылив В.И., Каличак Т.Н., Червоный М.В. Технология . механоимпульсного упрочнения длинномерных деталей //

Вестник машиностроения. - 1991, № 4, - С.66-68.

3.Применение защитных покрытий для повышения коррозионно-усталостной прочности стали 90Г28Ю9МВБ_Ш. / Каличак Т.Н., Калашников И.С., Кырылив В.И., Мокрова A.M. // Защитные покрытия на металлах. - 1988. Вып.22. - С.94-97.

4.A.C. 1199601 СССР, МКИ4 И24И 39/04. Устройство для упрочнения наружных цилиндрических поверхностей деталей / В.И.Кырылив, Т.Н.Каличак, Ю.И.Бабей, -Опубл. 23.12.85, Бюл. № 47.

5.А.с.1533842 СССР, МКИ4 В23Н 1/00. Инструмент для фрикционного поверхностного легирования деталей машин / В.И.Кырылив, Т.Н.Каличик, Ю.И.Бабей, И.В.Ильченко, - Опубл. 7.01.90, Бюл. № 1

6.А.с.1678858 СССР, МКИ5 С21Д 5/00, С23 С 8/00. Способ упрочнения поверхности изделий / Т.Н.Каличак, В.И.Кырылив, А.И.Сошко, Е.Д.Лининская, C.B.Фенчин, И.М.Шаповал, - Опубл. 23.09.91, Бюл. № 23.

7.А.С. 1712135 СССР, МКИ5 В24В 39/04. Инструмент для фрикционного поверхностного упрочнения / В.И.Кырылив, Т.Н.Каличак, - Опубл. 15.02.92, Бюл. № 6. в.Каличак Т.Н., Кырылив В.И. Влияние импульсного нагрева на процессы диффузии в железе //VI Всесоюзная конференция "Теплофизика технологических процессов" -Тезисы докладов. - Ташкент. - 1984. - Ч. 3. - С.102. 9.Кырылив В.И. Влияние технологических параметров механоимпульсной обработки на свойства упрочняемой стали. В кн.: Повышение надежности и долговечности материалов и деталей машин на основе новых методов термической и химико-термической обработки: Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. конф. - МД988, С.66. Ю.Каличак Т.Н., Кырылив В.И. Микролегирование поверхности в процессе механоимпульсной обработки. - В кн.: Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и химико-термической обработки деталей машин и инструмента: Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. - М., 1989, С.117. 11.Кал1чак Т.М., Киршпв В.1. Технолопя механо1мпульсного поверхневого легування сталевих 1 чавунних деталей. - В кн.: Основн! напрями досладжень в галуз1 матер1алознавства: Тези доп. першо! сес1'1 наукового товариства 1м.Т.Шевченка Льв1в, 1990, С.37.

АНОТАЦШ

Кирил1в В.1. Розробка методу поверхневого легування сталей при механо1мпульснш обробць- Рукопис.

Дисертащя на здобуття ступеня кандидата техшчних наук за спещальшстю 05.02.01.- матер1алознавство.

Ф1зико-мехашчний шститут ¿м. Г.В. Карпенка НАН Украши Льв1в, 1997.

В дисертаци показано, що при механо1мпульсн1й обробщ мае м1сце масоперенос легуючих елемент1в ззовн1 в приповерхнев1 шари змщнюваного металу. Встановлено, що титанов! сплави та нержав1юч1 стал1 аустен1тного класу

нанбшьш ефективт матер1али для змщнюючого шструменту. Розроблено шструменти та способи насичення приповерхневих шар1в легуючими элементами 1з технолопчних середовищ 1 твердо! фази, а також метод комбшованого змщнення з поверхневим пластичним деформуванням.

Встановлено, що розроблений метод поверхневого легування тдвищуе знососййккзть сталей. Запропоновано рекомендаций по використанню розробленого методу для змщнення деталей машин.

Ключов1 слова: механо1мпульсне змщнення, фрикцШний контакт, поверхневе легування, масоперенос, б1лий шар.

АННОТАЦИЯ

Кырылив В.И. Разработка метода поверхностного легирования сталей при механоимпульсной обработке.-Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 материаловедение.

Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко HAH Украины. Львов, 1997.

В диссертации показано, что при механоимпульсной обработке имеет место массоперенос легирующих елементов извне в приповерхностные слои упрочняемого металла. Установлено, что титановые сплавы и нержавеющие стали аустенитного класса наиболее эффективные материалы для упрочняющего инструмента. Разработаны инструменты и способы насыщения приповерхностных слоев легирующими элементами из технологических сред и твердой фазы, а также метод совмещенного упрочнения с поверхностным пластическим деформированием.

Установлено, что разработанный метод поверхностного легирования повышает износостойкость сталей. Предложены рекомендации по применению разработанного метода для упрочнения деталей машин.

Ключевые слова: механоимпульсное упрочнение, фрикционный контакт, поверхностное лигирование, массоперенос, белый слой.

ABSTRACT

Kyryliv V.I. Development of the method for surface alloying of steels under mechanical-pulse treatment.

Dissertation for a degree of Candidate of Sciences (Engineering) in speciality 05.02.01.- materials science.

Karpenko Physico-Mechanical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv, 1997.

It has been shown that mass transfer of the alloying elements from outside into the near-surface layers of the hardened metal takes plase due to mechanical-pulse treatment. It has been also established that titanium alloys and stainless steels are the most effective materials to be used for near-surface layers saturation with the alloying elements from the technological environment and solid phase. A method for a complex strengthening and surface plastic deforming has been also proposed.

It has been found that the developed method of surface hardening improve the wear-resistance of steels. The recommendation on application of tne metod for machine parts hardening have been proposed.

Key words: mechanical-pulse hardening, friction contact, surface alloying, mass transfer, white layer.