Зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб нанесенням покрить аморфних сплавів
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Створення й обробка високопродуктивних, стійких в експлуатації інструментів для виробництва труб із корозійностійких сталей на трубопресових установках, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. Методика. Аналітичні та експериментальні дослідження в умовах ТОВ ВО «ОСКАР». Мікротвердість зразків отриманих на основі вториннотвердіючих напівтеплостійких сталей мартенситного класу 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС вимірювали на приладі ПМТ-3 на підготовленій поверхні покриття. Для вивчення структурного стану, комплексу фізико-механічних властивостей, фазового складу, стану поверхневого шару інструменту і зразків використовували такі методи дослідження і випробувань: металографічний аналіз виробів і зразків з використанням оптичного металографічного мікроскопу «Аxiovert 200 MAT Zeiss»; метод електронної мікроскопії з застосуванням растрового електронного мікроскопу «РЕМ-106И» (прискорювальна напруга 100кВ). Результати. Внаслідок запропонованої технології підвищуються міцність, зносо- і теплостійкість, а також твердість до HV0,1 980 ÷ 1150 для сталей 5Х3В3МФС (ДИ-23) і HV0,1 860 ÷ 980 для 4Х5МФ1С (в порівнянні із HV 587 –590 за існуючою технологією термічної обробки в заводських умовах). Також трубний інструмент здобуває високу твердість поверхні, що в комплексі забезпечує роботу інструменту при нагріванні до 600 ÷ 650 °С. Наукова новизна. В роботі запропонована технологія термозміцнення трубопресового інструмента (матричних кілець складних матриць) горизонтальних пресів зі сталей 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС, яка виключає третій відпуск і використовує нанесення покриття із порошків аморфних сплавів товщиною 100 ÷ 150 мкм. Практична значущість. Показано, що газоплазмове нанесення покрить з аморфного сплаву на основі системи Fe – Si – B збільшує твердість поверхні матриць в 1,6 ÷ 2,2 рази і їх стійкість на ~ 40 ÷ 60 %.
ENG: Purpose. Creation and processing of high-performance, durable tools for the production of pipes from corrosion-resistant steels on pipe presses that could withstand harsh working conditions. Methodology. Analytical and experimental research in the conditions of "OSKAR" LLC. The microhardness of the samples obtained on the basis of secondary hardening semi-heat-resistant steels of the martensitic class 4Х5МФ1С and 5Х3В3МФС was measured on the PMT-3 device on the prepared surface of the coating. To study the structural state, the complex of physical and mechanical properties, phase composition, the state of the surface layer of the tool and samples, the following research and testing methods were used: metallographic analysis of products and samples using an optical metallographic microscope "Аxiovert 200 MAT Zeiss"; the method of electron microscopy using the scanning electron microscope "REP-106Y" (accelerating voltage 100kV). Results. The proposed technology increases strength, wearing and heat resistance, as well as hardness up to HV 0,1 980 ÷ 1150 for steels 5Х3В3МФС (DI-23) and HV 0,1 860 ÷ 980 for 4Х5МФ1С in comparison with HV 587 ÷ 590 according to the existing technology of heat treatment in the factory). Also the pipe tool acquires high hardness of a surface that provides work of the tool at heating to 600 ÷ 650 ° C. Scientific novelty. The paper proposes a technology for thermal strengthening of tube press tools (matrix rings of complex matrices) of horizontal presses made of 4Х5МФ1С and 5Х3В3МФС steels, which excludes the third temper and uses the application of a coating of amorphous alloy powders with a thickness of 100 ÷ 150 microns. Practical value. It is shown that gas-plasma application of amorphous alloy coatings based on the Fe - Si - B system increases the hardness of the surface of the matrices in 1.6 ÷ 2.2 times and their stability by ~ 40 ÷ 60 %.
ENG: Purpose. Creation and processing of high-performance, durable tools for the production of pipes from corrosion-resistant steels on pipe presses that could withstand harsh working conditions. Methodology. Analytical and experimental research in the conditions of "OSKAR" LLC. The microhardness of the samples obtained on the basis of secondary hardening semi-heat-resistant steels of the martensitic class 4Х5МФ1С and 5Х3В3МФС was measured on the PMT-3 device on the prepared surface of the coating. To study the structural state, the complex of physical and mechanical properties, phase composition, the state of the surface layer of the tool and samples, the following research and testing methods were used: metallographic analysis of products and samples using an optical metallographic microscope "Аxiovert 200 MAT Zeiss"; the method of electron microscopy using the scanning electron microscope "REP-106Y" (accelerating voltage 100kV). Results. The proposed technology increases strength, wearing and heat resistance, as well as hardness up to HV 0,1 980 ÷ 1150 for steels 5Х3В3МФС (DI-23) and HV 0,1 860 ÷ 980 for 4Х5МФ1С in comparison with HV 587 ÷ 590 according to the existing technology of heat treatment in the factory). Also the pipe tool acquires high hardness of a surface that provides work of the tool at heating to 600 ÷ 650 ° C. Scientific novelty. The paper proposes a technology for thermal strengthening of tube press tools (matrix rings of complex matrices) of horizontal presses made of 4Х5МФ1С and 5Х3В3МФС steels, which excludes the third temper and uses the application of a coating of amorphous alloy powders with a thickness of 100 ÷ 150 microns. Practical value. It is shown that gas-plasma application of amorphous alloy coatings based on the Fe - Si - B system increases the hardness of the surface of the matrices in 1.6 ÷ 2.2 times and their stability by ~ 40 ÷ 60 %.
Description
Г. Сребрянський: ORCID 0000-0003-3222-9435; Л. Кривчик: ORCID 0000-0002-7769-3808; Т. Хохлова: ORCID 0000-0002-6683-4572; А. Головачов: ORCID 0000-0002-4813-6586; С. Підгорний: ORCID 0000-0001-9671-2763
Keywords
пресування, інструмент, теплостійкість, легування, покриття, стрічка, зносостійкість, матриця, pressing, tool, heat resistance, alloying, coating, tape, wear resistance, matrix, КМТОМ, КПМ і ЗМ, КЕМ (ІПБТ)
Citation
Сребрянський Г. О., Кривчик Л. С., Хохлова Т. С., Головачов А. М., Підгорний С. М. Зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб нанесенням покрить аморфних сплавів. Теорія і практика металургії. 2023. № 1 (138). С. 33–41. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.1.2023.05.