ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗОВОГО ОКСИКАРБОНИТРИРОВАНИЯ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Аннотация
Проведены исследования, направленные на разработку альтернативного твердому хромированию способа поверхностного восстановления и упрочнения деталей судовых технических средств. Использование традиционных методов гальванических покрытий требует применения дефицитных металлов и больших энергетических затрат. Все технологические гальванические процессы сопровождаются образованием высокотоксичных отходов. Поэтому актуальными являются поиски альтернативных, экологически чистых, экономически эффективных методов восстановления и защиты деталей судостроения. В качестве объекта исследований были выбраны образцы цилиндрической формы из Стали 10 ГОСТ 1050-89, имитирующие детали судового машиностроения (плунжер топливного насоса СДВС, поршневые пальцы, клапаны) и детали автопрома (поршень тормозного цилиндра). В работе проведены сравнительные исследования метрологических и металлографических характеристик коррозионной стойкости и долговечности опытных образцов (после газового карбонитрирования и оксидирования) и контрольных (после хромирования). Определено влияние температуры и длительности оксидирования на коррозионную стойкость образцов. Установлено, что опытные образцы после газового карбонитрирования и оксидирования в воздушной среде при 350 °С обладают максимальной коррозионной стойкостью, в 6 - 10 раз превосходящей стойкость контрольных (хромированных) образцов. В результате стендовых испытаний установлено, что опытные образцы после газового азотирования и оксидирования соответствуют установленным требованиям по долговечности и не уступают контрольным - хромированным. Разработана альтернативная твердому хромированию технология поверхностного упрочнения деталей - технология оксикарбонитрирования, включающая механическую обработку, предварительный нагрев в воздушной атмосфере и выдержку в течение 60 мин при температуре от 350 до 400 °С, кратковременное газовое карбонитрирование в атмосфере аммиака и экзогаза в соотношении 1:1 … 1:4 при 600 - 630 °С с охлаждением в масле или экзогазе, полирование в заданный размер, оксидирование в воздушной среде при температуре в диапазоне от 300 °С до 400 °С продолжительностью до 6 ч. Разработанная технология оксикарбонитрирования после соответствующей адаптации может быть использована при изготовлении деталей судового машиностроения вместо традиционного твердого хромирования.
Ключевые слова
гальванические покрытия, детали судового машиностроения, газовое карбонитрирование, оксидирование, коррозионная стойкость, долговечность, технология
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Погодаев Л. И. Надежность судового оборудования: монография / Л. И. Погодаев, А. А. Кузьмин, Ю. К. Лопарев. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. - 124 с.
Хмелевская В. Б. Выбор технологий и материалов для повышения надежности судового оборудования: монография / В. Б. Хмелевская, А. А. Кузьмин. - СПб.: СПГУВК, 2005. - 211 с.
Роговський І. Л. Ефективність відновлення деталей плунжерних пар паливних насосів сільскогосподарської техніки / І. Л. Роговський, Л. Л. Роговський // Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. - 2015. - № 212-1. - С. 163-172.
Эшкабилов Х. К. Регулируемая технология нитрооксидирования низколегированной стали / Х. К. Эшкабилов, Ш. А. Бердиев // International Scientific and Practical Conference World science. - 2016. - Т. 1. - № 2 (6). - С. 69-74.
Зинченко В. М. Азотный потенциал: современное состояние, проблемы и концепции развития / В. М. Зинченко [и др.]; под ред. Б. А. Прусакова. - М.: ФГПУ «Изд-во Машиностроение», 2003. - 90 с.
Коган Я. Д. Оксиазотирование металлических изделий / Я. Д. Коган, Х. К. Ешкабилов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2006. - № 6. - С. 10-16.
Winning J. Neues Verfaren und Anlagen zum Nitrieren mit E-verbindungesscyicht / J. Winning // HTM. - 1974. - Vol. 29. - No. 1. - Pp. 42-49.
Герасимов С. А. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов / С. А. Герасимов, Л. И. Куксенова, В. Г. Лаптева. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - 520 с.
Герасимов С. А. Особенности формирования структуры и трибологических свойств азотированных сталей и сплавов / С. А. Герасимов, Л. И. Куксенова, М. С. Алексеева // Вестник научно-технического развития. - 2017. - № 7 (119). - С. 3-17.
Nanostractured Coating / Edited by A. Gavaleiro, J. T. De Hosson. - Berlin: Springer-Verlag, 2006. - 648 p.
Шевчук А. М. Влияние азотирования на структуру и свойства сталей / А. М. Шевчук, Д. А. Негров, В. Ю. Путинцев // Техника и технологии машиностроения: материалы V Международной студенческой науч.-практ. конф. - Омск: Омский государственный технический университет, 2016. - С. 421-425.
Кусманов С. А. Повышение коррозионной стойкости низкоуглеродистых сталей электролитно-плазменным насыщением азотом и углеродом / С. А. Кусманов, Е. П. Гришина, П. Н. Белкин [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2017. - № 2 (740). - С. 52-59.
Ковальчук А. В. Комплексное поверхностное упрочнение стальных изделий / А. В. Ковальчук, С. В. Константинов, Ф. Ф. Комаров, Г. А. Ткаченко // Литье и металлургия. - 2014. - № 4 (77). - С. 144-150.
Пат. 1780340, АС СССР, МПК С23С 8/26. Способ химико-термической обработки стальных деталей / Н. В. Богданова, А. К. Тихонов, Н. И. Сардаев [и др.]; опубл. 27.03.1995.
Пат. № 2478137, Российская Федерация, МПК C23C 8/34. Способ химико-термической обработки стальных изделий / Н. В. Богданова, А. С. Кочергин, Е. М. Евграфов; заяв. и патентообл. ОАО «АВТО- ВАЗ». - № 2011126851/02; Заявлено 29.06.2011; опубл. 10.01.2013. - Бюл. № 9.
Коробочка О. Н. Внедрение оксикарбонитрирования взамен твердого хромирования / О. Н. Коробочка, О. Г. Чернета, Р. Г. Волощук // Вестник Нац. техн. ун-та «ХПИ»: сб. науч. тр. Темат. вып.: Автомобиле- и тракторостроение. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2015. - № 8 (1117). - С. 127-132.
Об авторах
Богданова Наталья Васильевна - кандидат технических наук
nabo146@mail.ru. kaf_tmm@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Кузьмин Александр Алексеевич - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Шнуренко Анатолий Алексеевич - доктор технических наук, коммерческий директор
ЗАО «Канонерский судоремонтный завод»
