Модификация и эксплуатационные свойства поверхностей деталей машин и инструментов при ионной имплантации азота

• Автор: Витальский, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 137 с. : ил.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Азотирование и карбонигрирование

1.2 Ионная имплантация азота

1.3 Оценка пробега и пространственного распределения имплантированных ионов

1.4 Потенциалы межатомного, межмолекулярного взаимодействия в задачах об ионной имплантации. Выбор и обоснование вида модельных потенциалов

1.5 Основные выводы по главе I. Цель и задачи исследования

П. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

2.1 Постановка вопроса моделирования ионной имплантации

2.2 < Моделирование процесса ионной имплантации. Компьютерная динамическая модель

2.3 Результаты расчета динамической модели ионной имплантации азота

2.4 Зависимость концентрации имплантированных ионов азота от глубины проникновения в некоторые металлы
2.5 Основные выводы по главе П
Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИОННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБРАЗЦОВ ИЗ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП
3.1 Комплекс методик проведения экспериментальных исследований
3.1.1 Методика модифицирования поверхностей образцов методом имплантации ионов азота
3.1.1.1 Материалы и предварительная подготовка образцов
3.1.1.2 Установка для ионной имплантации азота
3.1.1.3 Выбор технологических режимов ионной имплантации азота
3.1.2 Методика модифицирования поверхностей образцов комбинированными методами
3.1.3 Методика оценки трибологических характеристик поверхностей образцов
3.1.3.1 Оценка износостойкости образцов
3.1.3.2 Оценка относительной микротвердости поверхностей образцов
3.1.4 Методика изучения влияния технологических режимов и условий ионного модифицирования на трибологические характеристики обработанных поверхностей
3.2 Экспериментальные исследования ионного модифицирования поверхностей образцов из материалов различных групп
3.2.1 Модифицирование поверхностей образцов методом имплантации ионов азота
3.2.2 Модифицирование поверхностей образцов комбинированными методами
3.2.3 Оценка трибологических характеристик поверхностей образцов
3.2.3.1 Оценка износостойкости поверхностей образцов после ионной имплантации азота
3.2.3.2 Оценка износостойкости поверхностей образцов после комбинированной ионной модификации
3.2.3.3 Оценка относительной микротвердости поверхностей образцов
3.2.4 Изучения влияния технологических режимов ионной имплантации азота на трибологические характеристики модифицированных поверхностей
3.2.4.1 Сравнительный анализ износостойкости поверхностей образцов, имплантированных ионами азота при Uy = const
3.2.4.2 Сравнительный анализ износостойкости поверхностей образцов, имплантированных ионами азота при to6p = const
3.2.4.3 Сравнительный анализ микротвердосги поверхностей
образцов, имплантированных ионами азота при Uy = const
3.2.4.4 Сравнительный анализ микротвердости поверхностей образцов, имплантированных ионами азота при to6p = const
3.2.4.5 Сравнительный анализ теоретических расчетов глубины проникновения ионов азота с результатами экспериментальных исследований
3.2.4.6 Сравнительный анализ результатов испытаний на износостойкость образцов, обработанных при различных комбинациях ионного воздействия
3.3 Основные выводы по главе Ш
IV. МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ АЗОТА И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ АЗОТА
4.1 Модернизация оборудования для ионной имплантации азота
4.1.1 Модернизация системы электропитания установки для ионной имплантации ВИУ-1
4.1.2. Модернизация установки ВИУ-1 для комбинированного применения методов ионной имплантации и ионно-плазменного упрочнения
4.2 Разработка методики выбора умловий процесса ионной имплантации
4.2.1 Основные положения методики
4.2.2 Пример обработки инструмента с использованием разработанной

методики
4.3 Основные выводы по главе IV
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ш

Мрас:5
О 0 2 2 2І2 1 .2 1 1
Рисунок 2.8 - Крупная частица (ячейка) материала. Поток ионов направлен на центр
крупной частицы
В результате компьютерного моделирования выявлены процессы удаления части начального объема материала обрабатываемой заготовки и распределение азота по глубине. При облучении единичной неровности
17 3 л
пучком ионов азота дозой 10 1/см может удаляться до 48% атомов материала (рис. 2.9).