Введение
1. Анализ структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей при ионном азотировании в плазме тлеющего разряда 25
1.1 Азотирование в тлеющем разряде (ионное азотирование) 25
1.2 Особенности структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев конструкционных сталей при ионном азотировании в тлеющем разряде 38
1.3 Особенности структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев инструментальных сталей при ионном азотировании в тлеющем разряде 44
1.4 Особенности структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей при высокотемпературном ионном азотировании 49
1.5 Особенности азотирования поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей ионными источниками и в тлеющем разряде низкого давления 54
1.6 Анализ методов ускорения процесса ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления 60
1.7 Анализ методов локального модифицирования поверхностного слоя конструкционных сталей 68
1.8 Принципы управления диффузионным насыщением при азотировании в тлеющем разряде низкого давления 72
2. Объект, методы и методики экспериментальных исследований 78
2.1 Объект исследований, механические свойства исследованных материалов 78
2.2 Описание модернизированной установки ЭЛУ–5М для ионного азотирования в тлеющем разряде 80
2.3 Методы структурных исследований 85
2.4. Метод определения микротвердости 88
2.5. Методика определения износостойкости обработанных образцов .91
2.6. Методика определения плотности ионного тока 90
2.7 Методика зондовых измерений 91
2.8 Методика определения хрупкости азотированного слоя 96
3. Разработка методов интенсификации ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления 97
3.1 Ионное азотирование в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом 97
3.2 Вольт-амперные характеристики тлеющего разряда с полым катодом 99
3.3 Распределение параметров плазмы в газоразрядном промежутке при ионном азотировании в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом 102
3.4 Экспериментальные результаты температурных зависимостей при ионном азотировании в тлеющем разряде с полым катодом 104
3.5 Способы ускорения процесса ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом 106
3.6 Ионное азотирование в тлеющем разряде с магнитным полем 108
3.7 Вольтамперные характеристики тлеющего разряда с магнитным полем. 114
3.8 Распределение параметров плазмы в тлеющем разряде с магнитным полем 117
3.9 Способы ускорения процесса ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем 120
4. Исследование структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталях, происходящих при воздействии тлеющего разряда низкого давления с полым катодом 125
4.1 Исследование влияния азотирования, высокотемпературного азотирования и комбинированной обработки в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на структуру поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей 125
4.2 Исследование влияния азотирования, высокотемпературного азотирования и комбинированной обработки в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на фазовый состав поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей130
4.3 Исследование влияния азотирования, высокотемпературного азотирования и комбинированной обработки в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на величину напряжений и средний размер кристаллитов поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей 138
4.4 Экспериментальные результаты влияние состава рабочего газа и режимов ионного азотирования, высокотемпературного азотирования и комбинированной обработки на микротвердость поверхностных слоев конструкционных и инструментальных сталей153
4.5 Исследование влияния азотирования и высокотемпературного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на изменение микротвердости по глубине поверхностного слоя конструкционных и инструментальных сталей 157
4.6 Исследование влияния высокотемпературного азотирования и комбинированной обработки в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на износостойкость поверхностного слоя стали 38Х2МЮА 161
5. Исследование структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев конструкционных сталей при локальном азотировании в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом 171
5.1 Исследование тепловых и диффузионных процессов при локальном азотировании в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом 171
5.2 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на структуру поверхностных слоев конструкционных сталей 16Х3НВФМБ-Ш и 38ХМЮА 190
5.3 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на фазовый состав поверхностных слоев конструкционных сталей 16Х3НВФМБ-Ш и 38ХМЮА 197
5.4 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на микротвердость поверхностных слоев конструкционных сталей 16Х3НВФМБ-Ш и 38ХМЮА 202
5.4 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом на износостойкость поверхностных слоев конструкционных сталей 16Х3НВФМБ-Ш и 38ХМЮА 207
6. Исследование структурно-фазовых превращений и свойств поверхностных слоев инструментальных сталей, происходящих при воздействии тлеющего разряда низкого давления с магнитным полем 217
6.1 Исследование влияния азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем на структуру поверхностных слоев инструментальных сталей 217
6.2 Исследование влияния азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем на фазовый состав поверхностных слоев инструментальных сталей2 6.3 Исследование влияния азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем на микротвердость поверхностных слоев инструментальных сталей 242
6.4 Исследование влияния ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем на толщину упрочненного слоя и температуру поверхности детали 245
7. Разработка технологических процессов азотирования поверхностных слоев деталей и инструмента с использованием тлеющего разряда низкого давления 250
7.1 Особенности проектирования технологических процессов ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления в условиях мелкосерийного и единичного производства 250
7.2 Технологический процесс высокотемпературного ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом матриц холодновысадочного автомата 257
7.3 Технологический процесс высокотемпературного ионного азотирования с последующей светлой закалкой 261
7.4 Технологический процесс локального ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с полым катодом детали «шестерня» 268
7.5 Технологический процесс ионного азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем матриц холодновысадочного автомата 275
7.6 Технологический процесс комбинированной обработки включающий в себя ионное азотирования в тлеющем разряде низкого давления с магнитным полем и последующее нанесение покрытия TiN, TiAlN матриц холодновысадочного автомата 279
Основные выводы и результаты работы 289
Список использованных источников 295
