DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-13
В. О. Столбовий1,2,3, д.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0001-7734-0642
Л. М. Дейнеко4, проф., д.т.н., ORCID 0000-0002-1177-3055
В. Л. Пінчук5,*, ORCID 0000-0001-8257-9252
Л. С. Кривчик5, Ph D, ORCID 0000-0002-7769-3808
1 Науково-організаційний відділ Президії НАН України
2 Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”
3 Харківський національний автомобільно-дорожній університет
4 Український державний університет науки і технологій
5 Нікопольський фаховий коледж, Український державний університет науки і технологій
* Автор для листування: v.l.pinchuk@nmt.org.ua
ОСОБЛИВОСТІ ГЛИБОКОГО ІОННО-ПЛАЗМЕНОГО АЗОТУВАННЯ ІНСТРУМЕНТУ З ШТАМПОВИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КОРОЗІЙНОСТІЙКИХ ТРУБ
Анотація. При виробництві корозійностійких труб використовують велику кількість різноманітного інструменту. Це матриці і матричні кільця, голки-оправки, прес-шайби, втулки, експандери, ролики, опорні планки, оправки, калібри. Умови їх роботи характеризуються значними навантаженнями, високими температурами, сильним тертям, значними питомими тисками. В більшості процесів трубний інструмент має низьку стійкість, що потребує зупинок станів і пресів, постійних переналадок обладнання, знижує ефективність процесів прокатки і пресування корозійностійких труб. При низькій стійкості інструменту знижається і якість внутрішньої поверхні труб і їх стійкість в експлуатації. Це особливо важливо в умовах складних умов експлуатації цих труб: в енергетиці, авіації, машинобудуванні, хімічній і харчовій промисловості. Тому пошук сучасних шляхів зміцнення, покращення корозійної стійкості трубного інструменту є важливим завданням сучасного матеріалознавства. Актуальність теми роботи випливає з необхідності створення високопродуктивних і стійких в експлуатації інструментів для виробництва корозійностійких труб, що зв’язане, у першу чергу, із проблемою одержання й обробки таких матеріалів, які могли б протистояти жорстким умовам роботи інструменту (високих температур, інтенсивних швидкостей ковзання і значного питомого тиску, знакозмінних навантажень, динамічних ударів). Таким чином, певний інтерес представляє удосконалення методів термічної обробки, використання сучасних видів хіміко-термічної обробки для підвищення зносостійкості і експлуатаційних характеристик інструменту. Метою роботи є пошук сучасних шляхів зміцнення основного трубного інструменту (трубопресового інструменту – матричних кілець, експандерів) для пресування корозійностійких труб на трубопресових установках і інструменту для холодної прокатки труб (роликів, опорних планок станів ХПТР), які використовуються при виробництві тонкостінних труб з корозійностійких сталей з використанням нових технологій іонно-плазменого азотування і сучасних методів дослідження структури сплавів, а також реальні випробування інструменту в виробничих умовах і впровадження результатів роботи на діючих трубних підприємствах України.
Ключові слова: Технологія, іонно-плазмене азотування, зміцнення, мікроструктура, мікротвердість, інструментальні сталі.
Посилання для цитування: Столбовий В. О., Дейнеко Л. М., Пінчук В. Л., Кривчик Л. С. Особливості глибокого іонно-плазменого азотування інструменту з штампових сталей для виробництва корозійностійких труб. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 226-245. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-13
Перелік посилань
1. Кривчик Л. С. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії PhD за спеціальністю 132 – “Матеріалознавство”. Український державний університету науки і технологій. Дніпро, 2023.
2. Друян В. М., Гуляєв Ю.Г., Чукмасов С.О. Теорія та технологія трубного виробництва: підручник. Дніпро: VAL, 2000. 587 c.
3. Кузьмич В. О., Косенко В.М., Бузенко Л.В. Технологія виробництва сталевих труб методом гарячого пресування: підручник. Київ : НТУУ “КПІ”, 2011. 224 с.
4. Кривчик Л.С., Пінчук В.Л., Хохлова Т.С., Очеретько Л.В. Особливості виробництва труб холодною роликовою прокаткою. Шляхи підвищення стійкості трубного інструменту”, XVIІ-а міжнародна конференція “Стратегія якості в промисловості і освіті” Болгарія, м. Варна 5-8 червня 2023 р
5. Фролов В.Ф., Данченко В.Н., Фролов Я.В. Холодная пильгерная прокатка труб. Днепропетровск: Пороги, 2005. 255 с.
6. Афтанділянц Є.Г., Зазимко Є.В., Лопатько К.Г. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: підручник. Київ: НАУ, 2008. 234 с.
7. Азаренков С.І., Бойко Л.В., Боровик В.В. та ін. Хіміко-термічна обробка сталей: навчальний посібник. К.: НТУУ “КПІ”, 2015.
8. Бялік О.М., Черненко В.С. Металознавство : підручник 2-е вид., переробл. і допов. Київ : Політехніка, 2008. 384 с.
9. Тимошенко В.А., Никифорчин Ю.М. Матеріалознавство : метод. вказівки і контрольні завдання. Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2004. 26 с.
10. Кривчик Л.С., Хохлова Т.С. Використання хіміко-термічної обробки з метою покращення експлуатаційних властивостей інструмента для пресування нержавіючих труб // ХІ Міжнародна науково-практична інтернет-конференція “Сучасний рух науки” м. Дніпро. 8-9 жовтня 2020 р., С. 347-353
11.Кривчик Л.С., Хохлова Т.С., Дейнеко Л.М., Пінчук В.Л. “Хіміко-термічна обробка трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб – ефективний сучасний засіб термозміцнення з метою покращення експлуатаційних властивостей інструменту” // IX International Scientificand Practical Conference INTERNATIONAL FORUM: PROBLEMS AND SCIENTIFIC SOLUTIONS Australia. Melbourne, February 6-8, 2022 С.583-597
12. Ломино С., Овчаренко В.Д., Полякова Г.Н.,Андреев А.А., Шулаев А.М. Межэлектродная плазма вакуумной дуги в атмосфере азота. Сб. докл. 5-го Межд. симпозиума “Вакуумные технологии и системы”, ISVTE-5. Харьков, 2002. С. 202-222.
13. Кривчик Л.С., Пінчук В.Л., Хохлова Т.С., Столбовий В.О., Дейнеко Л.М. Зміцнення трубного інструменту шляхом проведення комбінованої обробки – іонного азотування з нанесенням зносостійких покриттів” // ІV Міжнародній конференції “Інноваційні технології в науці та освіті. Європейський досвід” м. Гельсінкі, Фінляндія. Листопад 2021 р.
14. Кривчик Л.С., Хохлова Т.С., Пінчук В.Л., Столбовий В.О., Сребрянський Г.О. Зміцнення інструменту для холодної роликової прокатки корозійностійких труб за допомогою сучасних видів хіміко-термічної обробки, Науково-технічний журнал “Металознавство та обробка металів”. 2022. №4, С.40-47.
15. А.А. Андреев, Л.П. Саблев, В.М. Шулаев, С.Н. Григорьев. Вакуумно-дуговые устройства и покрытия. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005, 236 с.
16. Герасимов С.А., Жихарев А.В., Березина Е.В. и др. Новые идеи о механизме образования структуры азотированных сталей. МиТОМ, 2004. №1. C. 13-17.
17. Кривчик Л.С., Хохлова Т.С., Дейнеко Л.М., Пінчук В.Л. Сучасні шляхи зміцнення трубного інструменту для виробництва корозійностійких труб. Proceedings of the 12th International Scientific and Practical Conference SCIENTIFIC RESEARCH IN XXI CENTURY OTTAWA, CANADA 16-18.07.2022. С. 368-380
18. Столбовий В.О. Фізико-технологічні основи формування багатошарових наноструктурних вакуумно-дугових покрить на основі нітридів тугоплавких металів: автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук: 01.04.07. Харків, 2021, 36 с.
19. Кривчик Л.С., Хохлова Т.С., Цеханський Д.Н., Пінчук В.Л. Особливості виробництва труб пресуванням. Шляхи підвищення стійкості трубопресового інструменту, XІІІ-а Всеукраїнська конференція “Молоді вчені 2023 – від теорії до практики” м. Дніпро 23 березня 2023 р.
20. Brading H.J., Morton P.H, Earweaker G. Plasma-nitriding with nitrogen, hydrogen and argon gasmixtures: Structure and composition of coating // Surf. Eng. 1992. v.8. №3. Р 206-211.
21. Кривчик Л.С., Пінчук В.Л., Хохлова Т.С. “Шляхи зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб з метою покращення його експлуатаційних характеристик” // V Международная научно- практическая конференция THEORY AND PRACTICE OF SCIENCE: KEY ASPECTS. Рим. Італія. 7-8 ноября, 2021, С. 349-371
22. Кривчик Л.С., Хохлова Т.С., Дейнеко Л.М., Пінчук В.Л. Сучасні шляхи зміцнення трубного інструменту для виробництва корозійностійких труб” Proceedings of the 12th International Scientific and Practical Conference SCIENTIFIC RESEARCH IN XXI CENTURY OTTAWA, CANADA 16-18.07.2022. С. 368-380
Рукопис надійшов до редакції 13.07.2025
Рекомендовано до друку 21.10.2025
Опубліковано онлайн 01.12.2025
