Зміцнення трубопресового інструмента для виробництва корозійностійких труб шляхом нанесення зносостійких нанопокриттів
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України
Abstract
UKR: Під час виробництва труб із корозійностійких криць на трубопрокатних установках актуальною проблемою є низька стійкість трубного інструмента. Тому створення високопродуктивних і стійких в експлуатації інструментів пов’язане, у першу чергу, з одержанням й обробленням таких матеріялів, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. В роботі запропоновано технологію термозміцнення трубного інструмента (матричних кілець складних матриць) для пресування корозійностійких труб на горизонтальних трубопрофільних пресах з криць 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС, яка передбачає проведення після загартування з відпуском комбінованого оброблення шляхом проведення йонного азотування в газовій плазмі двоступеневого вакуумно-дугового розряду (ДВДР) з подальшим нанесенням в єдиному технологічному циклі зносостійких одно- та багатошарових нанопокриттів на модернізованій установці типу «Булат-6» в ННЦ «ХФТІ». Завдяки запропонованій технології підвищуються міцність, зносостійкість, а також твердість (значення мікротвердости на поверхні нанопокриття — 23000–25000 МПа). Проведено широкий комплекс досліджень структури основного металу і покриття та промислові випробування інструмента. Показано, що проведення комбінованого оброблення матричних кілець після термозміцнення інструмента (йонного азотування в плазмі ДВДР з одночасним нанесенням зносостійких нанопокриттів) значно (на 30–40%) збільшує експлуатаційні властивості інструмента та термін його експлуатації, а також якість його поверхні, що значно поліпшує внутрішню поверхню корозійностійких труб.
ENG: In the production of pipes made of corrosion-resistant steels on pipe rolling plants, the current problem is the low stability of the pipe tool. Therefore, the creation of high-performance and durable tools is associated primarily with the production and processing of materials that could withstand harsh working conditions. The technology of heat hardening of a pipe tool (matrix rings of complex matrices) for pressing of corrosion-resistant pipes on horizontal pipe-profile presses made of steels Х40CrMoV5-1-1 and 30WCrV17-2 is offered, which provides carrying out, after hardening with tempering of combined processing, wear-resistant single- and multilayer nanocoatings at the ‘Bulat-6’ installation of the plasma technology laboratory of NSC ‘KhIPT’. As a result of the proposed technology, strength, wear resistance, and hardness increase (the value of microhardness on the surface of the nanocoating is of 23000–25000 MPa). A wide range of studies of the structure of the base metal and coating and industrial testing of the tool are carried out. As shown, the combined treatment of matrix rings after heat hardening of the tool (ion nitriding in the plasma of two-stage vacuum-arc discharge with simultaneous application of wear-resistant coatings) increases significantly the performance of the tool and its service life, as well as its surface quality, which significantly increases the quality of the inner surface of corrosion-resistant pipes.
ENG: In the production of pipes made of corrosion-resistant steels on pipe rolling plants, the current problem is the low stability of the pipe tool. Therefore, the creation of high-performance and durable tools is associated primarily with the production and processing of materials that could withstand harsh working conditions. The technology of heat hardening of a pipe tool (matrix rings of complex matrices) for pressing of corrosion-resistant pipes on horizontal pipe-profile presses made of steels Х40CrMoV5-1-1 and 30WCrV17-2 is offered, which provides carrying out, after hardening with tempering of combined processing, wear-resistant single- and multilayer nanocoatings at the ‘Bulat-6’ installation of the plasma technology laboratory of NSC ‘KhIPT’. As a result of the proposed technology, strength, wear resistance, and hardness increase (the value of microhardness on the surface of the nanocoating is of 23000–25000 MPa). A wide range of studies of the structure of the base metal and coating and industrial testing of the tool are carried out. As shown, the combined treatment of matrix rings after heat hardening of the tool (ion nitriding in the plasma of two-stage vacuum-arc discharge with simultaneous application of wear-resistant coatings) increases significantly the performance of the tool and its service life, as well as its surface quality, which significantly increases the quality of the inner surface of corrosion-resistant pipes.
Description
Л. Кривчик: ORCID 0000-0002-7769-3808; Т. Хохлова: ORCID 0000-0002-6683-4572; В. Пінчук: ORCID 0000-0001-8257-9252; Л. Дейнеко: ORCID 0000-0002-1177-3055
Keywords
пресування, інструмент, твердість, леґування, покриття, матричне кільце, азотування, вакуумно-дугові покриття, наноструктура, мікротвердість, pressing, tool, hardness, alloying, coating, matrix ring, nitriding, vacuum-arc coatings, nanostructure, microhardness, КМТОМ
Citation
Кривчик Л. С., Хохлова Т. С., Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О. Зміцнення трубопресового інструмента для виробництва корозійностійких труб шляхом нанесення зносостійких нанопокриттів. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. 2022. Т. 20, № 3. С. 693–714. DOI: https://doi.org/10.15407/nnn.20.03.693.