Использование комплексной ионно-плазменной обработки рабочих поверхностей шарнирных соединений для повышения их эксплуатационного ресурса

Abstract

В целях увеличения эксплуатационного ресурса блока парораспределения турбины разработан процесс модифицирования поверхностей рабочих деталей, представляющих пару трения, с использованием метода вакуумно-дугового испарения металлов. Этот процесс реализован в двухстадийном технологическом цикле: упрочнение основы стальных поверхностей методом ионно-плазменного азотирования и последующее осаждение на них защитных покрытий на основе соединений MoN и TiN. Детально исследована зависимость физических характеристик модифицированных образцов (профили твердости по глубине от поверхности, а также структурные особенности азотированных слоев и нитридных покрытий) от параметров разрабатываемого процесса. Выполнены сравнительные лабораторные испытания служебных характеристик (абразивной и коррозионной стойкости) различных образцов, и продемонстрировано существенное улучшение этих характеристик для модифицированных поверхностей по сравнению с деталями без указанной обработки = For increasing the service life of steel components that form a friction pair and are operated under conditions of dynamic loads, elevated temperatures and corrosive media, the process of working contact surface modification has been developed with the use of the vacuum-arc technique. The process has been realized in a two-stage technological cycle, including hardening of the base material by ion-plasma nitriding that replaces effectively the “furnace” nitriding, and a subsequent deposition of protective coatings Mo-N (molybdenum nitride) and Ti-N (titanium nitride). Various physical properties of the modified samples (hardness depth profiles, as well as structure peculiarities of nitrided layers and nitride coatings) have been investigated as functions of the parameters of the process under development. Comparative laboratory tests of service characteristics (abrasion/corrosion resistances) of the components have been made, and an essential improvement of these characteristics has been demonstrated for the modified surfaces