- 04 марта 2021 Поделиться новостью:
Инженерами пермской компании ООО «Ионные технологии» внедрены технологии ионно-вакуумной химико-термической обработки (ИХТО) ответственных изделий на предприятие ПАО «АК «Рубин».
«Авиационная Корпорация «Рубин» - единственный в России и в странах СНГ производитель взлетно-посадочных устройств, гидроагрегатов и гидросистем летательных аппаратов всех типов. Корпорацией сделана ставка на создание конкурентоспособного производства, способного как к серийному выпуску, так и к выпуску уникальных изделий. Предприятие активно занимается вопросами инноваций и технического переоснащения производства. Именно в рамках процесса модернизации устаревшие способы печного газового и каталитического азотирования были замены новой перспективной технологией ионно-вакуумного азотирования.
Внедрению технологии предшествовали совместные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР), где были продемонстрированы все преимущества современных методов ионно-вакуумной химико-термической обработки в сравнении с газовым и каталитическим азотированием. В ходе работ на широкой номенклатуре изделий были отработаны режимы упрочнения, обеспечивающие оптимальные характеристики слоя, проведены испытания упрочненных изделий и сравнительные анализы методов насыщения поверхности азотом и углеродом. Далее приведены результаты металлографических исследований упрочненных сталей.
Таблица 1. Характеристики азотированного слоя на сталях 30Х3ВА, 20Х3МВФ-Ш, 40ХН2МА
30Х3ВА | 20Х3МВФ-Ш | 40ХН2МА | |
Поверхностная твердость HV10, кгс | 770 – 825 | 910 – 950 | 580 – 590 |
Поверхностная твердость HV5, кгс | 830 – 875 | 970 – 1000 | 580 – 600 |
Поверхностная твердость HV0.1, кгс | 850 – 910 | 1000 – 1100 | 720 – 780 |
Глубина слоя по микроструктуре hм, мм | 0,21 – 0,22 | 0,18 – 0,19 | 0,21 – 0,22 |
Глубина слоя по микротвердости hс, мм | 0,25 | 0,28 | 0,27 |
Толщина нитридной зоны, мкм | 10 – 11 | 2 – 3 | 3 – 5 |
Хрупкость по шкале ВИАМ | I балл, не хрупкий |
![]() |
Рисунок 1. Микроструктура азотированного слоя стали 30Х3ВА: а) увеличение в 100 раз; б) увеличение в 1000 раз |
![]() |
Рисунок 2. Микроструктура азотированного слоя стали 20Х3МВФ-Ш: а) увеличение в 100 раз; б) увеличение в 1000 раз |
![]() |
Рисунок 3. Микроструктура азотированного слоя стали 40ХН2МА: а) увеличение в 50 раз; б) увеличение в 1000 раз |
![]() |
Рисунок 4. График распределения микротвердости по глубине азотированного слоя на сталях 30Х3ВА, 20Х3МВФ-Ш, 40ХН2МА |
Результаты проведенных исследований показали существенные преимущества ионно-вакуумной химико-термической обработки в сравнении с газовым и каталитическим азотированием. Применение технологий ИХТО позволяет получить на изделиях более качественные характеристики упрочненных поверхностей и, что самое важное, добиться минимальных, практически нулевых, изменений геометрических размеров деталей. Таким образом, в результате проведения НИОКР доказано, что ионно-вакуумная химико-термическая обработка изделий из металлов — это бездеформационный метод упрочнения, который позволяет значительно увеличить эксплуатационный ресурс агрегатов и узлов, появляется возможность изготавливать детали в окончательные размеры, исключая дополнительные механические и шлифовочные операции.
Положительные результаты НИОКР доказали эффективность методов ИХТО и руководством ПАО «АК «Рубин» было принято решение о внедрении ионно-вакуумного азотирования в производственный цикл, закуплено современное автоматизированное оборудование ION-25-HWI производства болгарской фирмы «Ionitech Ltd».
![]() |
Рисунок 5. Установка для ионно-вакуумного азотирования ION-25-HWI в цехе «АК «Рубин» |
В рамках поставки оборудования нашими специалистами проведены приемо-сдаточные работы на предприятие-изготовителе, монтажные и пусконаладочные работы на ПАО «АК «Рубин», обучение персонала и передача всех технологических процессов, которые были отработаны в ходе совместных работ.
Технологии ионно-вакуумного азотирования и карбонитрирования позволяют применять при изготовлении ответственной техники приоритетные конструкторско-технологические решения, так снижаются затраты производства и повышается качество продукции, что, несомненно, положительно отразится на конкурентоспособности предприятия в целом.
Инженер-исследователь ООО "Ионные Технологии"
Кинзибаев Данил Мартович
E-mail: lab@procion.ru