Особливості технологій іонно-плазмового азотування вториннотвердіючих штампових сталей для виготовлення трубного інструменту

UKR: 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 поліпшує якість внутрішньої поверхні труб з високолегованих сталей.

ENG: Problem statement. In Ukraine, pipe production is one of the most important sectors of the national economy. The oil and gas industry uses a lot of pipes. But, in addition, the machine-building, automobile, tractor, shipbuilding, aviation industries and other sectors of the national economy are also important consumers. The production of pipes from alloyed and high-alloy steel grades covers almost all industries. The process of producing steel pipes by pressing on hydraulic presses has become widespread. The hot pressing method allows pipes to be manufactured from all difficult-to-deform steels and alloys. Unlike pipe rolling plants on presses, pipes with a thinner wall and a smaller diameter can be obtained. The pipe pressing tool is subject to intensive wear. According to the operating conditions, press needles, matrices, expanders are heavily loaded tools, the process occurs at high temperatures, pressures and intense friction. The purpose of the article. To investigate various technologies of ion-plasma nitriding of die steels for the manufacture of pipe pressing tools in order to increase strength, wear resistance, and operational stability in the production of pipes from corrosion-resistant high-alloy steels. In the production of pipes from high-alloy steels, the expanding process is used. The expansion of the workpiece is carried out by an expander, with a piercing needle coaxially fixed at the front end of the expander. Steels for hot pressing tools have long-term contact with hot metal, the working tool operates in conditions of high temperatures, intense sliding speeds, and significant load, which necessitates the use of high-alloy heat-resistant secondary hardening tool steels with increased toughness and strength. Conclusion. The proposed technologies for strengthening pipe pressing tools using ion-plasma nitriding make it possible to increase the service life of the pipe pressing tool. For expanders of a pipe profile press made of 4X4VMFS steel, after implementing complex processing using deep ion-plasma nitriding, complex processing using hardening, tempering at different temperatures and subsequent nitriding, the operational properties of the tool and its service life, as well as the quality of its surface, are significantly increased by 25‒30 %, which significantly improves the quality of the inner surface of pipes made of high-alloy steels.