blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-2-117-120blackmet-145Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESФОРМИРОВАНИЕ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ НА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИНСТРУМЕНТА, РАБОТАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО ИЗНОСАFORMATION OF DIFFUSION LAYER ON A WORKING SURFACE OF A TOOL, WORKING IN THE CONDITIONS OF DYNAMIC WEARЛыгденовБ. Д.LygdenovB. D.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой металловедения и технологии обработки материалов

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Metal Science and Materials Processing Technologies”

ГурьевА. М.Gur’evA. M.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой начертательной геометрии и инженерной графики

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Descriptive Geometry and Engineering Graphics”

gurievam@mail.ruКозловЭ. В.KozlovE. V.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой физики

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair of Physics

БутухановВ. А.ButukhanovV. A.

инженер, аспирант

Engineer, Postgraduate

ЧинхуаЧжуChinkhuaChzhu

профессор

Уханьский текстильный университет, Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управленияРоссияWuhan Textile University, East Siberia State University of Technology and ManagementRussian FederationУханьский текстильный университет, Алтайский государственный технический университет им. И.И. ПолзуноваРоссияWuhan Textile University, Altai State Technical University named after I.I. PolzunovRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationВосточно-Сибирский государственный университет технологий и управленияРоссияEast Siberia State University of Technology and ManagementRussian FederationУханьский текстильный университетКитайWuhan Textile UniversityChina201523032015582117120Copyright © Лыгденов Б.Д., Гурьев А.М., Козлов Э.В., Бутуханов В.А., Чинхуа Ч., 20152015Лыгденов Б.Д., Гурьев А.М., Козлов Э.В., Бутуханов В.А., Чинхуа Ч.Lygdenov B.D., Gur’ev A.M., Kozlov E.V., Butukhanov V.A., Chinkhua C.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/145

Проведены исследования строения и свойств диффузионного слоя образцов после борирования и борохромирования. Выявлено, что при борировании образуются диффузионные слои с большим содержанием высокобористой фазы, что приводит к снижению пластичности слоя. В настоящей работе проведены исследования по диффузионному насыщению бором рабочей поверхности пуансонов для вырубки шайб, которые во время работы испытывают трение при динамических нагрузках. Получение хрупких боридных слоев не обусловливает повышения эксплуатационных свойств подобных изделий. Установлено, что легирование боридных слоев хромом позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев. Путем оптимизации процесса борохромирования для указанных изделий были определены следующие параметры: состав обмазки, температура диффузионного насыщения, время выдержки. Предложено совместить химико-термическую обработку пуансонов в обмазке и нагрев изделий под закалку. Показана возможность замены легированной стали на углеродистую сталь с исследованным диффузионным покрытием.

The paper is devoted to the investigations of the structure and properties of the diffusion layer of the samples after boriding and boron-chrome plating. It has been revealed that when boriding, diffusion layers are formed with a high content of high-boride phase; it reduces the plasticity of the layer. The research on boron diffusion saturation of the working surface of the punch for cutting goals has been carried out. It has been established that during the work under dynamic loads they experience friction. The receiving of fragile boride layers does not cause the increase of operational properties of such products. It has been found out that the alloying of chromium boride layers reduces the fragility of the diffusion layers. By optimizing the process of boronchrome plating for these products the following parameters have been identifi ed: the composition of the coating, the temperature of diffusion saturation, exposure time. It has been proposed to combine chemicothermal treatment of punches in coating and heating of products for hardening. The possibility of replacing the alloyed steel by carbon steel with the investigated diffusion coating has been shown.

химико-термическая обработкаборохромированиерентгеноструктурный анализмикротвердостьthermo-chemical treatmentboronchromizingX-ray analysismicrohardnessReferencesКрукович М.Г., Прусаков Б.А., Сизов И.Г. Пластичность борированных слоев. – М.: Физматлит, 2010. – 384 с.Krukovich M.G., Prusakov B.A., Sizov I.G. Plastichnost’ borirovannykh sloev [Plasticity of borated layers]. Moscow: Fizmatlit, 2010. 384 p. (In Russ.).Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. – М.: Машиностроение, 1965. – 491 с.Minkevich A.N. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov [Chemicothermal treatment of metals and alloys]. Moscow: Mashinostroenie, 1965. 491 p. (In Russ.).Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. – М.: Металлургия, 1976. – 559 с.Samsonov G.V., Epik A.P. Tugoplavkie pokrytiya [High-melting coatings]. Moscow: Metallurgiya, 1976. 559 p. (In Russ.).Гринберг Е.М. Металловедение борсодержащих конструкционных сталей. – М.: изд. МИСИС, 1997. – 198 с.Grinberg E.M. Metallovedenie borsoderzhashchikh konstruktsionnykh stalei [Physical metallurgy of boron-containing structural steels]. Moscow: izd. MISIS, 1997.198 p. (In Russ.).Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов и полупроводников. – М.: Металлургия, 1969. – 248 с.Glazov V.M., Vigdorovich V.N. Mikrotverdost’ metallov i poluprovodnikov [Microhardness of metals and semiconductors]. Moscow: Metallurgiya, 1969. 248 p. (In Russ.).Лыгденов Б.Д. Фазовые превращения в сталях с градиентными структурами, полученными химико-термической и химико-термоциклической обработкой. Автореф. дис. канд. техн. наук. – Новокузнецк, 2004. – 33 с.Lygdenov B.D. Fazovye prevrashcheniya v stalyakh s gradientnymi strukturami, poluchennymi khimiko-termicheskoi i khimiko-termotsiklicheskoi obrabotkoi. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk. [Phase transformation in steels with the gradient structures, got by chemi-Гурьев А.М., Иванов С.Г. Механизм диффузии бора, хрома и титана при одновременном многокомпонентном насыщении поверхности железоуглеродистых сплавов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2011. Т. 8. № 3. С. 92 – 96.cothermal and chemical thermocyclic treatment. Cand. Tech. Sci. diss.]. Novokuznetsk, 2004. 33 p. (In Russ.).Ситкевич М.В., Бельский Е.И. Совмещенные процессы химико-термической обработки с использованием обмазок. – Мн.: Высшая школа, 1987. – 156 с.Gur’ev A.M., Ivanov S.G. Diffusion mechanism of boron, chromium and titanium at simultaneous multicomponent surface saturation of iron-carbon alloys. Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedeniya. 2011, Vol. 8, no. 3, pp. 92–96. (In Russ.).Иванов С.Г. Разработка состава насыщающей смеси и технологии диффузионного борохромирования тяжелонагруженных деталей машин и инструмента. Автореф. дис. канд. техн. наук. – Барнаул, 2007. – 18 с.Sitkevich M.V., Bel’skii E.I. Sovmeshchennye protsessy khimiko-ermicheskoi obrabotki s ispol’zovaniem obmazok [Simultaneous processes of chemicothermal treatment with the use of coatings]. Minsk: Vysshaya shkola, 1987. 156 p. (In Russ.).Борисенок С.Г., Васильев Л.А., Ворошнин Л.Г. и др. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. – М.: Металлургия, 1984. – 424 с.Ivanov S.G. Razrabotka sostava nasyshchayushchei smesi i tekhnologii diffuzionnogo borokhromirovaniya tyazhelonagruzhennykh detalei mashin i instrumenta. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk. [Development of saturating mixture content and the technology of dif-fusion boron-chrome plating of heavy duty machine parts and tools. Cand. Tech. Sci. diss.]. Barnaul, 2007. 18 p. (In Russ.).fusion boron-chrome plating of heavy duty machine parts and tools. Cand. Tech. Sci. diss.]. Barnaul, 2007. 18 p. (In Russ.).Borisenok S.G., Vasil’ev L.A., Voroshnin L.G. etc. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov. Spravochnik [Chemico-thermal treatment of metals and alloys. Reference book]. Moscow: Metallurgiya, 1984. 424 p. (In Russ.).Borisenok S.G., Vasil’ev L.A., Voroshnin L.G. etc. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov. Spravochnik [Chemico-thermal treatment of metals and alloys. Reference book]. Moscow: Metallurgiya, 1984. 424 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.