Способ упрочняющей обработки поверхности изделий

СО 03 СОБЕТСНИХСОЫИАДИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН С 1/00 БРЕ 1 ЕН е ся к области тно к спосо ойкости рабочалов и изе ж и, что при боренных частицэблтн м бпах 10-100 ат,Р;содержанияческомлла, Зто позретение относ троения, конк Иэо машино бам поыше ия иэносост ерхностей матер может быть исп х по делич ользова ооластлх народно оэяис ру а,повеятц и ели пыситьта (бор стеи ии,асчем ЦК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯЛПРИ ГКНТ СССР 6) 30.06.92.Бюл. й" 2 Й(51) СПОГОБ УПРОЮлЯОЧЕр ОБРАБОТКИПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИИ(57) Изобретение относится к способаи чонно-лучевой модифицирующейобработки поверхности материалов иизделий и может быть использованов машиностроении, приборостроениии других областях народного хозяйства. Целью изобретения явля"ется повышение иикротвердости и износостойкости рабочей поверхностив условиях значител,ных термическихвоздействий. Способ заключается вформировании пуцка заряженных частиц путем бомбардировки ионаии аэоЦелью изобретения является ценче износостойкости иэделия виях высоких термических воэд ЯО, , 692164 та мишени, выполненной из легирующего иатериала, и облучении поверхности ускоренными эаряженньми частицами, От лицительной особенностью способа является использование мишени, выполненной из химического соединения тугопла вкого иеталга ЕУаа группы Периодической системы с бором или углеродом с иэбытки бора или углерода пределах 20-50 тот стехиоиетрического содернания этого элемента в соответствующем химическом соединении тугоплавкого иеталла, Предлагаемый способ обеспечивает более высоко приращение иикротвердости и сопро" тивление изнашиванию иэделй (в 1,2-1,4 раза) по сравнению со способом-проттипом.Использояаие мишени, содержащей наряду с боридом или карбидом тугоплавкого металла кремний в пределех 20-50 ат., от количества бора или углерода в ней/ позволяет увеличить износостойкость изделия, работающего при высоких термицеских воздействиях. 1 табл,Это достигается т мировании пучка заря используют мишень с и или углерода в предел от стехиометринеского этого элемента я хил 1 ч нии тугоплавкого мета волъет при обработке пучкОИ заряженных цас концентрацю легкого или углерода) и в рабтиц, и в поверхностном сг(ое облучаемого материалла, что соответственноувеличивает вероятность синтеза высокотвердых Соридов ипи карбидов тугоппавкого металла, а значитмикротл,.рдость и износостойкость поверхности. Использование (лишени, содержащей дополнительно кремнийв предепах20-50 ат, От. количест яа бора иг(и углерода в ней, способствует Обраэова(ию, наряду с боридаии или карбидами.тугоплавкого металла, силицидов, ЭтоОбеспечивает увеличение иэносостойкости поверхности в условиях высокихтермических воздействий. В таолицеприведены результаты сравнительныхизморений микротвердости и сопротивления изнашиваемости сталей Х 12 Ни ШХ 15 облученнь(х с распылением мише(ей различного химического состава. Способ заключается в Формированиипучка заряженных частиц путем бомбардировки ионами азота мишени, выпол"не(ной иэ химического соединенияту(-оцлавкого металла (титана или гаф"я(я) с бором или углеродом, и облу(е(и урочнлемой повеэхности ускорю(ии зарлженньми (аст ицали Испглъзо"ваие в качестве распыляемой мишени борида или карбида тугоплавкогсл(еталла ихимически активного элемента (бораипи угг(ерода) одновременно повышаетвероятность их синтеза в приповерх 3.настном слое с Образованием высокотвердых иэносостойких соединений.Од(ако из-за разности масс составляющих элеиенгов ионного г(учка исоответственно более высокого зна(0ц" ил проективного пробегг(ег когоэлемента (бора или углерора)в гов(рхностОм слое Облуаемого лгатериала обьемн(г( ко(лцентрзциг атоиовбора или углерода су(цественно меньш(. Обьеиной концентрации атомов ту"гоплавкого металла, чтс снижает вероятность синтеза высокотвердьхборидов или карбидов тугоплавко( олетала а значит, у(еньает микро"твердость и иэносос ойкосгь говерхностей,Изобретение имеет следующие пре "имущества: расширение номеклатуры, гро(няел(ых материалов и иэделий,расширение области эксплуатации уппрочненных иэдегий, включая условияработы при высоких термических воздействиях на рабочую поверхность,более значительное увеличение иэно"состойкости и срока службы изделий.Все перечисленные преимуществаимеют особо важное значение для ответственных деталей узлов трения иметаллообрабатывающего инструмента,П р и м е р, Изготовляют мишенииэ следующих порошковых композиций:Ю 1 1 - Т 1 В,(2 "НГ, В,11 3 - Ег В,1" Ч " Тх, В, БПри подготовке исходных порошковых сиесей содержание химически ак"тивных элементов - бора и углеродазаранее рассчитывается в ат,ь и варь"ируется от стехиометрического энаценил в соответствующих соединениях+ 20 ат,/Б) с добавками кремния от10 до 60 ат.В от общего содержаниябора в мишени; Мишени изготовляютсяметодом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза под дав"пением. Ионно-плазменное распылениемишеней и облучение упрочняемой поверхности осуществляют на установ"ке с источникол ионов на основе разряда в пог(ом катоде, Для бомбардирояаия мишеней используют азот. Ус"коряющее напряжение Определяющееэнергию ионсв в рабс(ел пучке, составляет О кВ во всех случаях, Плотность ионного тока на подложкеоколо 0 мкд/см , доза ионов 5 х10(тсм-гЙа установке облучаются образцыштаиповой стали Х 12 И подшипниковой с:тали ЩХ 15, вь(рб(лые шгамг(ы иэ сталей Х 12 М (матрица) и 9 ХС (пу(нсон)твер" досппавные резцы иэ сплава Ч(8.На образцах сталей Х 1 Ь 1 и ЙХ 15 измеряется микротвердость до и после облучения (прибор ПИТнагрузка наиндснтор 1 , )50Форл 1 ула изобретения"пособ упрочняющей обработки поверхности изделий, включающий формирОвание пу(ка заряженных частиц пу" теи бомбардировки ионами азота мише ни, содержащей химическое соединение тугоплавкого металла ТЧаа гругг(ы ПериодическОи системы зле(лен16921 б 4 4тов с бором или углеродом и облуче 1 ние поверхности ускоренными заряженными частицами, о т л и и а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения износостойкости изделия в условиях высоких термических воздействий, в процессе бомбардировки используют мишень, дополнительно содержащую кремний в пределах 20-50 ат.,ь от количества бора или углерода,Состав распыляемой 1 Ниллм -иу 100мишениисл Марка стали ыв-11 исх значение твердости облученного образца," сопротивление изнашиванию образцов" количество просверленных отверстий сверлом, облученным сраспылением мишени х-го компонентного состава;- количество просверленных отверстий неупрочненным сверлом. НимялНиск1 ФХ;" иск Соста ви тель В.Милосла вская.Техред М,Моргеятал Корректор Л.Пилипенко Редактор С.ОкинаеЗаказ 2 В 17 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва 8-35 Раушская набе д. 4/5