ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЙ ІОННО-ПЛАЗМЕНОГО АЗОТУВАННЯ ВТОРИННОТВЕРДІЮЧИХ ШТАМПОВИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ТРУБНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Автор(и)

  • Л. М. Дейнеко Український державний університет науки і технологій, Україна
  • Л. С. Кривчик Нікопольський фаховий коледж, Український державний університет науки і технологій, Україна
  • В. Л. Пінчук Нікопольський фаховий коледж, Український державний університет науки і технологій, Україна
  • В. О. Столбовий Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/UJCEA.0333.270526.68.1244

Ключові слова:

експандер, азотування, пресування, загартування, відпуск, в’язкість, міцність

Анотація

Постановка проблеми. В Україні виробництво труб є однією з найбільш важливих галузей народного господарства. Багато труб використовують нафтова та газова промисловість. Але, крім цього, також важливим споживачем є машинобудівельна, автомобільна, тракторна, суднобудівельна, авіаційна промисловості та інші галузі народного господарства. Виробництво труб з легованих та високолегованих марок сталей захвачує майже всі галузі промисловості. Широке поширення одержав процес виробництва сталевих труб методом пресування на гідравлічних пресах. Спосіб гарячого пресування дозволяє виготовляти труби із усіх важкодеформуємих сталей і сплавів. На відміну від трубопрокатних установок на пресах, можна одержати труби з більш тонкою стінкою й меншого діаметра. Трубопресовий інструмент піддається інтенсивному зносу. За умовами експлуатації прес-голки, матриці, експандери відносяться до важко навантаженого інструменту, процес відбувається при високих температурах, тисках та інтенсивному терті. Мета статті. Дослідити різноманітні технології іонно-плазмового азотування штампових сталей для виготовлення трубопресового інструменту з метою підвищення міцності, зносостійкості, експлуатаційної стійкості при виробництві труб з корозійностійких високолегованих сталей. При виробництві труб з високолегованих сталей застосовують процес експандування. Експандування заготовки здійснюють експандером, при цьому на передньому кінці експандера співвісно закріплена прошивна голка. Сталі для інструменту гарячого пресування мають тривалий контакт із гарячим металом, робочий інструмент працює в умовах високих температур, інтенсивних швидкостей ковзання і значного навантаження, що зумовлює необхідність використати високолеговані теплостійкі вториннотвердіючі інструментальні сталі, що володіють підвищеною в’язкістю і міцністю. Висновок. Запропоновані технології зміцнення трубопресового інструменту з використанням іонно-плазмового азотування дають можливості збільшити ресурс роботи трубопресового інструменту. Для експандерів трубопрофільного пресу з сталі 4Х4ВМФС після реалізації комплексної обробки з використанням глибокого іонно-плазмового азотування, комплексних обробок з використанням загартування, відпусків при різних температурах і наступного азотування значно на 25–30 % збільшені експлуатаційні властивості інструменту і термін його експлуатації, а також якість його поверхні,  що значно поліпщує якість внутрішньої поверхні труб з високолегованих сталей.

Посилання

Логинов Ю. Н., Игнатович Ю. В. Инструмент для прессования металлов : учеб. пос. 2014. 224 с.

Беляев С. В., Довженко И. Н., Соколов Р. Е., Рудницкий Э. А., Пещанский А. С. Конспект лекций по технологии прессования. 2007.

Гавриленко О. В. Основи технології виробництва труб методом гарячого пресування : навч. посіб. Харків: ХНАДУ, 2017. 144 с.

Кузьмич В. О., Косенко В. М., Бузенко Л. В. Технологія виробництва сталевих труб методом гарячого пресування : підруч. Київ : НТУУ «КПІ», 2011. 224 с.

Підкова О. В., Головня В. В., Лозицький В. М. Технологія виготовлення труб зі спеціальними властивостями : навч. посіб. Київ : Центр учбової літератури, 2008. 320 с.

Кузьмич В. О., Косенко В. М., Бузенко Л. В. Технологія виробництва сталевих труб методом гарячого пресування : підруч. Київ : НТУУ «КПІ», 2011. 224 с.

Петров В. О., Шинкаренко О. В. Виробництво труб шляхом гарячого пресування: підручник. Київ : Наукова думка, 2017. 320 с.

Головань В. В., Сергієнко А. О., Приходько І. О. Технологія виробництва труб методом гарячого пресування : навч. посіб. Кривий Ріг : КНТУ, 2014. 188 с.

Риженкова О. М., Чуйко В. С. Виробництво труб за технологією гарячого пресування : навч. посіб. Київ : Національний металургійний університет України, 2014. 200 с

Афтанділянц Є. Г., Зазимко Є. В., Лопатько К. Г. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство : підруч. Київ : НАУ, 2008. 234 с.

Косенко В. А., Кадомський С. В. Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство : підруч. Київ : Університет «Україна», 2012. 267 с.

Більченко О. В., Дудка О. І., Лобода П. І. Матеріалознавство : навч. посіб. Київ : Кондор, 2009. 154 с.

Боброва Т. Б., Високос С. М., Глушко Ю. Ю., Пеховка М. В. та ін. Матеріалознавство : навч. посіб. Київ : Ресурсний центр «Гурт», 2019. 167 с.

Andrea Szilagyine Biro. Trends of nitriding processes. Production Processes and Systems. 2013. Vol. 6, № 1. Рp. 57–66.

Axinte Mihai, Nejneru Carmen, Perju Manuela Cristina, Cimpoeu Nicanor, Hopulele Ion. Research on hollow cathode effect and edge effect avoidance in plasma nitriding treatment. Tehnomus New Technologies and Products in Machine Manufacturing Technologies. 2011. № 18. Suceava. Рр. 181–184.

Yao S. H. Evaluation of TiN/AlN nano-multilayer coatings on drills used for micro-drilling. Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 197. Pp. 351–357.

Куликов І. В. Вплив технологічних факторів на якість труб, отриманих методом гарячого пресування : дис. ... канд. техн. наук : 05.16.01. Харків : Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, 2011. 197 с.

Кривчик Л. С., Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Панченко А. В., Тараненко А. О. Особливості хіміко-термічної обробки трубопресового інструменту з вітчизняних і зарубіжних сталей з метою їх зміцнення для роботи в важких умовах експлуатації. Інноваційні технології в науці та освіті. Європейський досвід : VІІІ Міжнар. конф. 2025. ISBN 978–617–8737–45‒0.

Пінчук В. Л., Кривчик Л. С., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О. Особливості глибокого іонно-плазмового азотування інструменту з штампових сталей для виробництва корозійностійких труб. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Вип. 39. ISSN 2522-9117 (print), ISSN 2786-6149 (online). DOI: 10.52150/2522–9117–2025–39.

Кривчик Л. С., Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О., Князев С. А. Використання різноманітних режимів іонно-плазмового азотування штампових сталей для виготовлення трубопресового інструменту для пресування труб з високолегованих сталей. Proceedings of III International Scientific and Practical Conference. Vancouver, Canada, 2025. ISBN 978–1–4879‒3796‒6.

Кривчик Л. С., Пінчук В. Л., Хохлова Т. С. Шляхи зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб з метою покращення його експлуатаційних характеристик. Theory and practice of science : key aspects. Рим, Італія, 2021. С. 349–371.

Матвієнко І. І. Технологія хіміко-термічної обробки сталей. Київ : Вища школа, 2003. 416 с.

Павленко Р. М. Технологія хіміко-термічної обробки металів : навч. посіб. Київ : ВПЦ «Київський університет», 2014. 319 с.

Азаренков С. І., Бойко Л. В., Боровик В. В. та ін. Хіміко-термічна обробка сталей : навч. посіб. Київ : НТУУ «КПІ», 2015.

Пінчук В. Л., Кривчик Л. С., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О. Комбіновані режими іонно-плазмового азотування трубного інструменту з метою покращення його експлуатаційних властивостей. Sсience and technology : challenges, prospects and innovations. Осака, Японія, 2024.

Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О., Кривчик Л. С., Панченко А. В. Сучасні тенденції у розвитку технологій термічної та хіміко-термічної обробки трубного інструменту. Інноваційні технології в науці та освіті. Європейський досвід : VІІ міжнар. конф. Дніпро, 2024.

Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О., Романова Н. С., Кривчик Л. С., Мачула Н. В. Формування азотованого шару сталі 5Х3В3МФС, отриманого в газоплазмовому двоступеневому вакуумно- дуговому розряді. Теорія і практика металургії. 2023. № 3. ISSN 1028-2335.

Andreyev A. O., Pavlenko V. M., Sisoyev Yu. O. Technology of mechanical engineering. Basics of vacuum-arc coatings : a textbook. Kharkiv : National Aerospace untitled M.Ye. Zhukovsky, Kharkiv. aviator in-t, 2018. 288 p.

Andreyev A. A., Sablev L. P., Grigorev S. N. Vacuum arc coating. Kharkiv : NNC HFTI, 2010. 318 p.

Андрєєв А. О., Жиров О. С., Соболь О. В., Столбовий В. О. та ін. Патент України 117008U C23C 14/32 на корисну модель. Спосіб хіміко-термічної обробки сталевих виробів. Бюл. № 11 від 12.06.2017.

Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О., Андреєв А. О., Кривчик Л. С., Шпортько Ю. В. C21D 9/22 (2006.01) C23C 8/24 (2006.01). Патент на корисну модель № 162019. Спосіб хіміко-термічної обробки трубопресового інструмента зі штампових сталей (Україна).

Пінчук В. Л., Дейнеко Л. М., Столбовий В. О., Андреєв А. О., Кривчик Л. С. С21D 9/22 (2006/01) C23C 8/24 (2006/01). Патент на корисну модель № 161979. Спосіб хіміко-термічної обробки трубопресового інструмента зі штампових сталей з проведенням глибокого іонного азотування (Україна).

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-05-29