ООО Ухань Фэн Эр Шунь Оборудование для Термической Обработки
здание 5-3, Промышленный парк «Ляньдун U-Гу», Экономическая зона развития Янло, р-н Синьчжоу, г. Ухань, Китай
ООО Ухань Фэн Эр Шунь Оборудование для Термической Обработки
здание 5-3, Промышленный парк «Ляньдун U-Гу», Экономическая зона развития Янло, р-н Синьчжоу, г. Ухань, Китай
Когда слышишь ?ионное азотирование?, многие сразу представляют себе некую универсальную ?волшебную? операцию, после которой любой штамп становится вечным. На деле же, особенно со штампами для холодной высадки или пресс-формами для литья под давлением, всё упирается в детали, которые в учебниках часто опускают. Сам процесс — это не просто насыщение поверхности азотом в тлеющем разряде. Это управление плазмой, температурой, газовой средой и, что критично, — подготовкой детали. И здесь ключевую роль играет оборудование, а именно — источник питания. Без стабильного, управляемого разряда можно легко получить перегрев режущей кромки или, наоборот, рыхлый, отслаивающийся слой. Вот об этих нюансах, которые приходится учитывать на практике, и хочется порассуждать.
Основная иллюзия — считать, что, загрузив штамп в установку и выдержав стандартные параметры, получишь гарантированный результат. Реальность иная. Возьмем, к примеру, штамп для вырубки высокоуглеродистой ленты. Материал, допустим, Х12МФ. Казалось бы, классика для азотирования. Но если перед обработкой была проведена шлифовка с перегревом, образуются так называемые ?отпускные? зоны с пониженной травимостью. В плазме они будут активироваться иначе, что может привести к локальному перегреву и образованию хрупкой сетки нитридов прямо в зоне режущей кромки. Об этом редко пишут в спецификациях, но на практике ломкость после обработки часто связана именно с этим.
Другой момент — газовый состав. Чистый азот — это базовый сценарий. Но для пресс-форм, работающих с абразивными наполнителями, часто нужно вводить углеродсодержащие газы, чтобы формировать карбонитридный слой. Пропорции — дело тонкое. Слишком много углерода — слой становится хрупким, слишком мало — не достигается нужная твердость. И здесь опять же всё упирается в управление плазмой. Нужен источник, способный стабильно поддерживать разряд в сложной газовой смеси, не допуская ?затухания? или, наоборот, дуговых разрядов, прожигающих деталь.
Именно поэтому в последние годы всё больше внимания уделяется не просто установкам для ионного азотирования, а именно системам с интеллектуальным управлением разрядом. Я, например, слежу за разработками в этой области. Видел оборудование от компании ООО Ухань Фэн Эр Шунь Оборудование для Термической Обработки. Они, судя по информации на их сайте https://www.fengershun.ru, делают упор на мощные импульсные источники питания. Импульсный режим — это как раз тот случай, когда можно эффективно бороться с дугообразованием на сложных геометриях, например, в глухих отверстиях пресс-форм, где традиционный DC-разряд неустойчив.
Можно иметь идеальную вакуумную камеру, но с плохим источником питания всё пойдет наперекосяк. Раньше часто использовали простые выпрямители, но с ними постоянно была борьба за стабильность свечения, особенно при насыщении деталей с большой разницей в площадях поверхностей (как раз наш случай со штампами и пресс-формами). Тонкие кромки перегреваются, массивные тела — недогреваются.
Вот здесь и проявляется преимущество импульсных технологий. Импульсный источник, особенно микропульсовый, о которых пишут на сайте fengershun.ru, позволяет более гибко управлять плотностью энергии в плазме. По сути, ты можешь ?подкармливать? разряд короткими, мощными импульсами, успевая охлаждать катод (деталь) в паузах. Это резко снижает риск оплавления острых кромок штампа. Для таких деталей это иногда единственный способ провести азотирование штампов без последующей доводки.
Ещё один аспект — автоматизация. Когда ведешь процесс вручную, по старинке, постоянно дежуришь у установки, регулируя напряжение, наблюдая за цветом плазмы. Современные системы, те же автоматические системы управления для плазменного азотирования, которые упоминаются в описании компании, берут эту работу на себя. Система по обратной связи от датчиков (вакуум, температура, оптическая эмиссия плазмы) састабилизирует режим. Это не просто удобство, это повторяемость результата от партии к партии, что в серийном производстве штамповой оснастки бесценно.
Был у нас опыт с довольно сложной пресс-формой. Матрица с глубокой мелкой текстурой ?под кожу?. Материал — сталь 4Х5МФС. Задача — повысить износостойкость против абразивного действия наполнителя в пластике и обеспечить антиадгезионные свойства для лучшего съема изделия. Стандартное газовое азотирование не подходило — могла ?заплыть? текстура. Решили пробовать ионное азотирование с добавлением аргона и ацетона в малых долях.
Основная проблема, с которой столкнулись на старой установке, — невозможность зажечь и удержать стабильную плазму в глубоких текстурированных полостях. Разряд концентрировался на открытых площадках, перегревая их, а в углублениях был слабым. Результат — неравномерный слой, местами вообще отсутствующий. Это классическая проблема геометрии.
Решение нашли, перейдя на установку с импульсным источником питания. Конкретно тогда рассматривали варианты, в том числе изучали технические решения, подобные тем, что предлагает ООО Ухань Фэн Эр Шунь. Суть в том, что короткие высоковольтные импульсы лучше проникают в такие ?тени?, инициируя плазму и там. После настройки режима (длительность импульса, скважность) получили ровное, матово-серое покрытие по всей поверхности, включая дно текстуры. Твердость вышла под 1100 HV, а коэффициент трения снизился. Форма отработала втрое дольше до первой чистки.
Не всё, конечно, проходит гладко. Одна из распространенных ошибок — гнаться за максимальной толщиной слоя или твердостью. Для многих штампов, особенно работающих на удар, толстый хрупкий нитридный слой — это путь к выкрашиванию. Была история с пуансоном для холодной высадки. Заказали азотирование с упором на ?предельные? параметры. Слой получился отличным по твердости, но при первой же нагрузке на краях рабочей части пошли сколы. Пришлось снимать слой и переделывать с фокусом на формирование более пластичного диффузионного подслоя. Теперь для ударных нагрузок мы сознательно ограничиваем потенциал и время процесса, жертвуя пиковой твердостью ради вязкости.
Другая ошибка — пренебрежение вакуумной подготовкой. Качество вакуума перед подачей рабочей газовой смеси — основа. Остаточные пары масел или влага не просто ухудшают вакуум, они активно участвуют в плазмохимических реакциях, образуя оксиды или неустойчивые соединения, которые загрязняют слой. Контроль за этим должен быть жестким. Использование абсолютных вакуумметров, которые также указаны в ассортименте упомянутой компании, — это не роскошь, а необходимость для точного контроля исходной среды. Экономия на этом этапе всегда выходит боксом.
Судя по тенденциям, простое азотирование пресс-форм и штампов постепенно становится лишь частью более комплексной обработки. На первый план выходит многокомпонентное насыщение — одновременное или последовательное введение азота, углерода, кислорода, иногда даже металлов (как в методах PI3). Цель — создание многофункциональных градиентных слоев: износостойких, коррозионностойких, с низким трением.
Для этого нужны уже не просто установки, а технологические комплексы с продвинутой газовой системой, несколькими независимыми источниками питания для разных задач и сложным программным обеспечением. Разработки в области высоковольтных высокочастотных инверторных источников, как раз направление деятельности компании ООО Ухань Фэн Эр Шунь, видятся здесь крайне перспективными. Такие источники позволяют точнее управлять кинетикой ионов и энергией их бомбардировки, что критично для синтеза сложных покрытий.
На практике это означает, что в будущем, грубо говоря, за одну загрузку мы сможем не только упрочнить штамп, но и сформировать на его поверхности смазочный оксидный слой или барьер против диффузии алюминия при литье. Это уже не далекая фантастика, а логичное развитие ионного азотирования. Главное — чтобы оборудование позволяло реализовать эти идеи с нужной степенью контроля и повторяемости. И здесь как раз и важны те самые ?мозги? процесса — интеллектуальные системы управления и мощные, гибкие источники питания, о важности которых я и пытался здесь рассуждать.
