CC BY
1DOI: 10.24412/2181 -144X-2023-4-34-38 Бойназаров У.Р., Хасанов A.C.
ВЛИЯНИЯ ОКСИДИРОВАНИЯ НА ВОДЯНЫХ ПАРОВ
И В РАСТВОРЕ МЕДНОГО КУПОРОСА НА ФОРМИРОВАНИЕ НИТРИДНЫХ ДИФФУЗИОННЫХ
ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ
Бойназаров У.Р. - к.т.н., и.о. профессор Каршинского инженерно-экономического института,
Хасанов А.С. - д.т.н., профессор, заместитель главного инженера по науке АО «Алмалык ГМК».
Аннотация. В статье приведены анализ результатов влияния последующего оксидирования на водяных паров и растворах медного купороса на формирование нитридных диффузионных защитных слоев на стали 38Х2МЮА и 40Х.
Ключевые слова: оксидный слой, фазы, нитридный слой, оксидная пленка, медный купорос.
НИТРИД ДИФФУЗИОН ХИ МОЯ КАТЛАМЛАРИНИНГ ШАКЛЛАНИШИГА СУВ БУГИ ВА МИС СУЛФАТИ ЭРИТМАСИДА ОКСИДЛАШНИНГ ТАЪСИРИ
Бойназаров У.Р. - т.ф.н., профессор вазифасини бажарувчи. ^арши мух,андислик-и;тисодиёт институти,
Хасанов А.С. - техника фанлари доктори, профессор, "Олмали; КМК" АЖ бош мух,андисининг фан буйича уринбосари.
Аннотация. Ма;олада сув буги ва мис сулфат эритмасида билан кейинги оксидланишнинг 38Х2МЮА ва 40Х пулатларида нитрид диффузияли х,имоя ;атламларининг шаклланишига таъсири натижалари тах,лили келтирилган. Калит сузлар: оксид ;атлами, фазалар, нитридли ;атлам, оксид плёнкаси, мис сулфат.
INFLUENCE OF OXIDATION ON WATER VAPOR AND IN COPPER SULPHATE SOLUTION ON THE FORMATION OF NITRIDE DIFFUSION PROTECTIVE LAYERS
Boynazarov U.R. - Ph.D., acting professor. Karshi Engineering and Economic Institute,
Khasanov A.S. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Chief Engineer for Science of Almalyk MMC JSC.
Annotation. The article presents an analysis of the results of the influence of subsequent oxidation with water vapor and copper sulfate solutions on the formation of nitride diffusion protective layers on steel 38X2MyA and 40X. Key words: oxide layer, phases, nitride layer, oxide film, copper sulfate.
Введение. Изучение кинетики формирования азотированных слоев при
предварительном оксидировании обрабатываемых поверхностей показывает, что оксидный слой при последующем азотировании подвергается деоксидированию, обеспечивая депассивацию поверхности и равномерность образующегося нитридного слоя. Кроме того, выделяющийся при деоксидировании кислород участвует в формировании азотированного слоя, интенсифицируя процесс роста нитридного слоя (рис.1 и 4).
Анализ литературных данных [1] показывает, что равномерный оксидный слой толщиной до 3 мкм, состоящий в основном из РеэОд, обладающий высокими физико-механическими свойствами, на поверхности нитридного слоя получается при оксидировании ниже эвтектоидной температуры для системы «Ре-О», равной 550-580°С при продолжительности оксидирования 0,5-1,5 ч (рис. 2, 3).
тпо = 0 тпо = 5 мин тпо = 20 мин тпо = 30 мин
Рис. 1. Влияние времени предварительного оксидирования (тпо)на толщину
нитридной зоны на стали 38Х2МЮА, х 500. Режим работы: предварительное оксидирование 620оС; азотирование 620оС,
2 часа.
В связи с этим - на третьей стадии предлагаемой технологии нитрооксидирования проводили парооксидирование азотированных образцов с целью повышения коррозионной стойкости, износостойкости и улучшения прирабатываемости изделий при трении [4].
Рис. 2. Влияние оксидной пленки (а) на толщину нитридного слоя (б, в) *500. Режимы обработки: а - предварительное оксидирование, 580оС, 7 мин; б -азотирование 580оС, 2 часа; в -азотирование 580оС, 3 часа.
Микроструктуры образцов стали 40X; обработанных по предлагаемой технологии с последующим парооксидированием представлены на рис. 5, 6.
Из рис. 6. видно, что при парооксидировании азотированных с предварительным оксидированием образцов при температуре выше эвтектоидной получается равномерный, плотный, беспористый нитрид-оксидный слой, что предопределяет хорошие физико-механические свойства получаемых покрытий.
Рис. 3 Влияние оксидной пленки (а) на толщину нитридного слоя (б, в) *500. Режимы обработки: а предварительное оксидирование, 620оС, 5 мин; б -азотирование 620оС, 2 часа; в -азотирование 620оС, 3 часа.
Рентгеновский анализ показал, что в процессе азотирования предварительно оксидированных образцов при последующем оксидировании фазовый состав нитридоксидного слоя аналогичен указанному в работе [1].
Рис. 4. Эффективность предварительного оксидирования (б), при азотировании (а). 1 -1 час; 2 - часа; 3 - 3 часа.
Так установлено, что при азотировании с предварительным оксидированием при последующем парооксидированием (30 мин) на поверхности образуется оксидный слой толщиной 2,5-3,5 мкм, состоящий в основном из Fe3O4. При
температуре парооксидирования 620°C в нитрид-оксидном слое отмечается присутствие некоторого количества оксидов Fe2Ü3 и FeO [3, 5].
Рис. 5. Микроструктура стали 40Х после нитрооксидирования: Режимы обработки: tno = 580оС, тпо = 7 мин, ta = 580оС, та = 2 часа (а), 3 часа (б) t0 =
580 ± 10°С, то = 30 мин.
Возможность получения плотных оксидных пленок на нитридных слоях при температуре парооксидирования 620°С, связана, вероятно, с особенностями формирования нитридного слоя на предварительно окисленных поверхностях, когда рост ¿-нитрида на оксидной пленке позволяет получить плотный, беспористый слой е-фазы.
Х500 Х500
Рис. 6. Микроструктура стали 40Х после нитрооксидирования: Режимы обработки: {по = 620оС, тпо = 5 мин, {а = 620оС, та = 2 часа (а), 3 часа (б) {0 =
600 ± 10°С, то = 30 мин.
Учитывая положительное влияние присутствия Си на поверхностях трений [73] (явление избирательного переноса), была сделана попытка получить на поверхности нитридного слоя окисные медные пленки [5].
Рис. 7. Участок дифрактограммы нитридоксидного слоя.
Режим обработки: азотирования: 580оС; 2 часа; последующее
оксидирование: 580оС; 30 мин в растворе медного купороса (CuSO).
Для этого было проведено парооксидирование азотированных образцов в растворе CuSO4 (медного купороса).
При рентгеновском анализе на поверхности нитрид-оксидных слоев парооксидированных в растворе CuSO4 наряду с оксидами железа были обнаружены и следы оксида меди CuO2 (рис. 7.), образцы обработанные парооксидированием в растворе прошли испытание на износостойкость и показали достаточно хорошие результаты.
Список използованных литературы:
[1]. У.Р.Бойназаров. Повышение износостойкости и коррозионной стойкости деталей машин нитрооксидированием. Монография. Карши. «Intellekt» nashriyoti, 2021г.-158с.
[2]. Справочник по триботехнике. 1 и 2 том. Под общей редакцией М.Хебды, А.В.Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1989 г. 400 с.
[3]. Ю.М.Лахтин, Я.Д.Коган, В.Е.Кольцов, У.Р.Бойназаров. Влияние предварительного оксидирования на процесс кратковременного азотирования. «Металловедение и термическая обработка металлов» журнал № 3. Москва-1993 г.
[4]. У.Р.Бойназаров, А.А.Каримов. Влияние предварительного окисления на процесс азотирования.«Современные материалы, техника и технология» Материалы 3-й Международной научно-практической конференции 27 декабря 2013 года. г.Курск, Россия.
[5]. Бойназаров У.Р.Разработка технологии нитрооксидирования с предварительным оксидированием. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва-1993 г.
