Nitriding in a helicon discharge as a promising technique for changing the surface properties of steel parts

Abstract

The main types of state-of-the-art nitriding technologies, their advantages and disadvantages are considered. An innovative technology of ion nitriding in high-frequency helicon-discharge plasma is proposed. The hardening of steel samples via ion nitriding in a helicon discharge is experimentally revealed that (in a wide rangeof operating parameters) allows us to have an influence on the process of diffusion saturation with nitrogen atoms. The results of microhardness measurements along the depth of nitrided steel samples are presented (the steel grade is C45 according to the European standard EN 10027). The possibility of controlling the gradient of the tribotechnical properties of friction parts by changing the parameters of the technological process of ion nitriding in a helicon discharge is shown.

Розглянуто основні типи сучасних технологій азотування, їхні переваги та недоліки. Запропоновано інноваційну технологію йонного азотування у плазмі високочастотного геліконного розряду для зміцнення поверхні та приповерхневих шарів деталів, які працюють в умовах тертя ковзання. Експериментально встановлено зміцнення поверхневих і приповерхневих шарів крицевих зразків методом йонного азотування у геліконному розряді, який (у широкому діапазоні параметрів функціонування) уможливлює вплив на перебіг процесу дифузійного насичення атомами Нітроену. Подано результати міряння мікротвердости за глибиною азотованих зразків криці (C45 за європейським маркуванням криць). Показано можливість регулювання градієнта триботехнічних властивостей деталів тертя шляхом зміни параметрів технологічного процесу йонного азотування у геліконному розряді.

Рассмотрены основные типы современных технологий азотирования, их преимущества и недостатки. Предложена инновационная технология ионного азотирования в плазме высокочастотного геликонного разряда для упрочнения поверхности и приповерхностных сло в деталей, работающих в условиях трения скольжения. Экспериментально установлено упрочнение стальных образцов методом ионного азотирования в геликонном разряде, который (в широком диапазоне параметров функционирования) позволяет влиять на протекание процесса диффузионного насыщения атомами азота. Представлены результаты измерения микротв рдости по глубине азотированных образцов стали (C45 по европейской маркировке сталей). Показана возможность регулирования градиента триботехнических свойств деталей трения пут м изменения параметров технологического процесса ионного азотирования в геликонном разряде.