Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modyfikacja wewnętrznych powierzchni luf moździerza metodą magnetronową

Betiuk M., Łataś Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 4

401--410

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań technologią próżniowo-plazmową CMS PVD (ang. Cylindrical Magnetron Sputtering Physical Vapour Deposition) z wykorzystaniem magnetronu cylindrycznego – liniowego – wewnątrz przewodu lufy. Inspiracją rozpoczęcia badań przy udziale Huty Stalowa Wola jest próba rozwiązania problemu zwiększenia trwałości eksploatacyjnej konstrukcji obciążonych zmiennym polem ciśnienia w warunkach silnego oddziaływania chemicznego. Analizowana technologia może stanowić alternatywę dla bardzo uciążliwych ekologicznie i zdrowotnie technik galwanicznych wytwarzania powłok chromu technicznego. Powierzchniami modyfikowanymi są ściany wewnętrzne rur stalowych ferrytycznych o średnicach od 45 do 100 mm, w tym lufy moździerza 98 mm, udostępnionej przez Hutę Stalowa Wola. W pracy przedstawiono zarys procedury technologicznej wytwarzania powłok TiN, CrN, TiCN na stali lufowej 38HN3MFA.

EN

The publication presents the results of CMS PVD (Cylindrical Magnetron Sputtering Physical Vapor Deposition) research with the use of a cylindrical – linear magnetron inside barrel's conductor. The initiation of research with participation of Huta Stalowa Wola is an attempt to solve the problem of increasing service life of chemical and pressure-loaded components of chemical installations and utilities, containing cylindrical surfaces in their design. The analyzed technology can be an alternative to highly ecologically and healthily harmful, galvanic techniques for the production of technical chromium coatings. Modified surfaces are internal walls of ferritic steel pipes with diameters from 45 to 100 mm, including a barrel of a 98 mm mortar, made available by Huta Stalowa Wola. The paper presents an outline of the technological procedure for the preparation of TiN, CrN, TiCN coatings on 38HN3MFA barrel steel.

2

Odporność na korozję atmosferyczną azotowanej stali 41CrAlMo7

Michalski J., Wach P., Tacikowski J., Łataś Z., Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 3

44--49

PL

W artykule omówiono wyniki badań realizowanych w projekcie „TANGO”, „Innowacyjne warstwy azotowane nowej generacji o podwyższonej odporności korozyjnej wytwarzane na elementach maszyn”. Celem projektu było m.in. opracowanie technologii azotowania antykorozyjnego części maszyn wykonanych ze stali 41CrAlMo7. Fragmenty części i próbki kontrolne azotowano w dwustopniowych procesach regulowanego azotowania gazowego. W wyniku procesu uzyskano warstwy azotowane z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza  + ’. W artykule wykazano, że warstwa azotków żelaza o grubości 15 µm będąca mieszaniną faz  + ’ skutecznie zabezpiecza stal przed korozją atmosferyczną oraz podwyższa jej odporność na zużycie przez tarcie.

EN

The article discusses the results of the research carried out in the TANGO project, "Innovative nitrided layers of a new generation with increased corrosion resistance produced on machine parts". The goal of the project was, among others, development of anti-corrosive nitriding technology of machine parts made of 41CrAlMo7 steel. Fragments of parts and control samples were nitrided in two-stage controlled gas nitriding processes. As a result of the process, nitrided layers with a surface layer of iron nitrides  + ' were obtained. The article shows that the layer of iron nitrides with the thickness of 15 μm, being a mixture of  + ' phases, effectively protects the steel against atmospheric corrosion and increases its resistance to friction wear.

3

Nowy system generacji plazmy na powierzchniach cylindrycznych

Betiuk M., Łataś Z.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2015

|

R. 44, z. 136

41--58

PL

Celem publikacji, opartej na zgłoszeniu patentowym IMP, jest przedstawienie badań nad magnetronem cylindrycznym do modyfikacji powłokami PVD wewnętrznych powierzchni rur i cylindrów. Opisano typy magnetronów cylindrycznych i pierwsze badania w kraju. Wykazano wdrożenia w obszarze wojskowym USA eliminujące technologie chromu galwanicznego. Na przykładzie powłok Cr i Cr/Ta otrzymywanych technologią PVD wskazano kierunek nowych kompozycji materiałowych. Wyniki badań własnych [16,18] wskazują zasadę działania i kontroli zbudowanego w IMP laboratoryjnego prototypu magnetronu. Obejmują one optymalizacje konstrukcji magnetronu z uwzględnieniem wielkości i geometrii stosowanego pola magnetycznego, parametry prądowe magnetronowego wyładowania jarzeniowego, skład atmosfery reaktywnej metaliczno–gazowej, w korelacji z rejestrowanym i analizowanym emisyjnym widmem plazmy. Wykazano istnienie ograniczeń geometrycznych średnicy magnetronu. Optymalizacja geometrii i wielkości pola magnetycznego magnetronu pozwoliła uzyskać dodatkowe obszary plazmy na powierzchni rozpylanej katody w mechanizmie dodatniego sprzężenia magnetycznego. Efektywność wykorzystania materiału katody wzrasta do 95 % w wyniku zastosowania oscylacyjnego ruchu pola magnetycznego. Zaproponowany sposób próżniowego napylania powłok metodą magnetronową znajduje zastosowanie w dużych przestrzeniach zamkniętych i otwartych np. rur do wymienników ciepła, powierzchni wewnętrznych cylindrów silników spalinowych, luf strzeleckich.

EN

The aim of the paper, that is based on the patent application of the Institute of Fine Mechanics (IFM), is the presentation of research work on cylindrical magnetron for modification of internal surfaces of pipes and cylinders by PVD coatings. The paper includes description of types of cylindrical magnetrons and the first research work results in the country. Some military implementations in the US which eliminate the chromium galvanic plating technologies are shown. Developing trend of new material compositions obtained by PVD technology is shown on the example of Cr and Cr/Ta coatings. The results of own work [16,18] point out the principle of operation and control for the laboratory magnetron prototype built in the IFM. They include the optimisation of magnetron design regarding the intensity and geometry of used magnetic field, electric current characteristics of magnetron fluorescence discharge, composition of reactive metallic-gaseous atmosphere, in correlation with the recorded and analysed spectrum emitted by plasma. The existence of geometrical restrictions of magnetron diameter is presented. The optimisation of the geometry and the magnetron magnetic field has led to formation of additional zones of plasma on the surface of sputtered cathode through the positive magnetic coupling mechanism. The effectiveness of using cathode material increases to 95 % in the result of application of magnetic field oscillating movement. The proposed method of vacuum magnetron sputtering coating is suitable for large closed and open areas e.g. for pipes of heat exchangers, internal surfaces of combustion motor cylinders and barrels of small arms.

4

Nowa metoda oceny warstw i powłok przewodów luf strzeleckich

Łataś Z., Betiuk M., Tacikowski J., Michalski J., Wach P.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2015

|

Vol. 6, Nr 3 (21)

85-100

PL

W artykule przedstawiono metodę oceny jakości warstw w odniesieniu do metod wytwarzania systemów aerologicznych na powierzchniach zewnętrznych i wewnętrznych rur grubościennych mających zastosowanie między innymi w produkcji luf broni strzeleckiej. Na przykładzie badań nad technologiami cieplno-chemicznymi, opracowanymi w IMP, zaprezentowano wyniki oceny jakości warstw azotowanych na wewnętrznych powierzchniach przewodu luf kalibru 5,56 mm oraz powłok wytwarzanych metodą PVD dla rur o średnicy powyżej 30 mm. Przedstawiono możliwości szybkiej i precyzyjnej oceny jakości i struktury warstw oraz powłok na szlifie sferycznym wykonywanym przy użyciu Kulotestera i skośnym wykonywanym w okolicy śladów odcisków pomiarów twardości wg nowej metody badawczej Baltest-M, która stanowi uzupełnienie stosowanych badań w inżynierii powierzchni, szczególnie dla oceny plastyczności warstw. Przykłady stosowania nowej metody odniesiono do klasycznych metalograficznych technik oceny jakości warstw i powłok otrzymywanych metodami regulowanego azotowania gazowego oraz chromowania elektrolitycznego.

EN

The paper presents a method for evaluating the quality of the layers in relation to the methods of manufacturing aerological systems on internal and external surfaces of a pipe applicable to production of barrels of small arms. For example, research on technologies of thermo-chemical, developed in the Institute of Precision Mechanics (Warsaw, Poland), presented the results of the assessment of the quality of nitrided layers on the inner surfaces of the barrel caliber 5.56 mm, PVD coatings for pipes with a diameter greater than 30 mm. The possibilities of rapid and precise evaluation of the quality and the structure of layers and coatings on spherical cut using “Kulotester”, and on diagonal cut performed around the traces of indents of hardness measurements with the new test method Baltest-M, which is complementary to research in surface engineering, especially for the evaluation of layers ductility. Examples of application of a new method were referred to classical metallographic techniques for assessing the quality of layers and coatings obtained by the methods of controlled gas nitriding, carbonitriding, and chromium plating bath

5

Nitrogen Availability Of Nitriding Atmosphere In Controlled Gas Nitriding Processes

Michalski J., Burdyński K., Wach P., Łataś Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

747--754

EN

Parameters which characterize the nitriding atmosphere in the gas nitriding process of steel are: the nitriding potential KN, ammonia dissociation rate α and nitrogen availability mN2. The article discusses the possibilities of utilization of the nitriding atmosphere’s nitrogen availability in the design of gas nitriding processes of alloyed steels in atmospheres derived from raw ammonia, raw ammonia diluted with pre-dissociated ammonia, with nitrogen, as well as with both nitrogen and pre-dissociated ammonia. The nitriding processes were accomplished in four series. The parameters selected in the particular processes were: process temperature (T), time (t), value of nitriding potential (KN), corresponding to known dissociation rate of the ammonia which dissociates during the nitriding process (α). Variable parameters were: nitrogen availability (mN2), composition of the ingoing atmosphere and flow rate of the ingoing atmosphere (FIn).

PL

Parametrami charakteryzującymi atmosferę azotującą w procesie azotowania gazowego stali są: potencjał azotowy KN, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu mN2. W artykule omówiono możliwości wykorzystania rozporządzalności azotu atmosfery azotującej w projektowaniu procesów azotowania gazowego stali stopowych w atmosferach azotujących uzyskanych z amoniaku, z amoniaku rozcieńczonego zdysocjowanym amoniakiem, azotem oraz azotem i zdysocjowanym amoniakiem. Procesy azotowania wykonano w czterech seriach. Parametrami ustalonymi w poszczególnych seriach była temperatura procesu (T), czas (t), wartość potencjału azotowego (KN), któremu odpowiada określona wartość stopnia dysocjacji amoniaku zdysocjowanego podczas procesu azotowania (α). Parametrami zmiennymi była rozporządzalność azotu (mN2), skład atmosfery wlotowej i natężenie przepływu atmosfery azotującej wlotowej (Fw).

6

Pomiary grubości warstw azotków żelaza

Betiuk M., Michalski J., Tacikowski J., Łataś Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

60--65

PL

W artykule omówiono zagadnienie identyfikacji struktur warstw azotowanych na zgładach płaskich i sferycznych wykonanych na powierzchniach próbek azotowanych o geometrii kuli i walca. W sposób szczegółowy przedstawiono podstawy teoretyczne oceny grubości ujawnionych struktur warstw azotków żelaza. Zgłady na powierzchni walca i kuli zilustrowano graficznie. Wprowadzono parametry geometryczne pozwalające na ujawnianie struktur warstw wraz z wiążącymi je zależnościami matematycznymi. Przedstawiono przykłady ujawnianych struktur warstw azotowanych na stali 45.

EN

The article discusses the problem of identification the structures nitrided layers on metallographic plane and spherical cut made of nitrided sample geometry sphere and roller. The detail shows the theoretical evaluation revealed thick layers of nitrides of iron structures. Metallographic cut on the surface of the cylinder and a sphere is illustrated graphically. Introduced geometric parameters allowing disclosure layers structures binding them together with mathematical relations. The examples disclosed structures nitrided layers on steel 45.

7

Zmiany chropowatości powierzchni stali 41CrAlMo7 w procesach regulowanego azotowania gazowego

Tacikowski J., Wach P., Michalski J., Betiuk M., Łataś Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

416--419

PL

Azotowanym częściom maszyn są stawiane wysokie wymagania, dotyczące przede wszystkim: - stabilności wymiarów przy tolerancjach wykonania części nawet rzędu 2÷3 μm, - małej chropowatości powierzchni oraz podwyższona plastyczność warstw, - ograniczonej grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza do 8÷10 μm i grubościach efektywnych warstw roztworowych do 0,2÷0,4 mm. Wymagania te, szczególnie odnośnie stabilności wymiarów i chropowatości powierzchni, są podyktowane dążeniem do całkowitego wyeliminowania mechanicznej obróbki wykończeniowej po azotowaniu. Obróbka ta, zwiększająca koszty produkcji, może prowadzić ponadto do usunięcia zewnętrznej strefy warstwy, którą ze względu na dobre własności użytkowe należałoby zachować. W celu spełnienia stawianych wymagań jest niezbędne stosowanie procesów regulowanych gazowych lub jarzeniowych, w których regulowana jest intensywność azotowania. W badaniach stanowiących przedmiot artykułu warstwy azotowane wytwarzano na stali 41CrAlMo7 (38HMJ). Obróbkę wykończeniową próbek (szlifowanie) przed azotowaniem przeprowadzono przy parametrach, umożliwiających uzyskanie chropowatości powierzchni Ra = 0,3÷0,4 μm po procesie azotowania dwustopniowego. Temperatura pierwszego i drugiego stopnia procesu azotowania wynosiła odpowiednio 480°C i 530°C. Wybór temperatury 480°C w pierwszym stopniu procesu był podyktowany dążeniem do ograniczenia grubości warstwy azotków żelaza oraz zminimalizowania zmian chropowatości powierzchni w pierwszej fazie kształtowania się warstwy azotowanej. Podano wyniki badań obejmujące wytworzenie warstw azotowanych z ograniczoną warstwą azotków żelaza oraz wpływ wybranych parametrów azotowania na przebieg zmian chropowatość powierzchni próbek. Azotowane próbki ze stali 41CrAlMo7 poddano pomiarom twardości powierzchniowej, rozkładów twardości, grubości warstwy azotowanej i przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza oraz pomiarom chropowatości. Stwierdzono, że stosowanie w drugim stopniu procesu azotowania atmosfery ze zdysocjowanym amoniakiem wpływa na ograniczenie chropowatości powierzchni.

EN

Currently, high demands are placed on properties of the nitrided machine parts, related primarily to: - dimensional stability with manufacturing tolerances in order of 2÷3 μm, - low surface roughness and increased plasticity of layers, - limited thickness of the subsurface layer of iron nitrides up to 8÷10 μm and thickness of the diffusion effective layers up to 0.2÷0.4 mm. These requirements, especially in terms of dimensional stability and surface roughness, are dictated by the desire to completely eliminate mechanical finishing after nitriding. This treatment is increasing the production costs, moreover, can lead to the removal of the outer layer zone, which because of the good application properties, should be retained. In order to meet application requirements, it is necessary to use the controlled gas or glow-discharge processes, which regulate the intensity of nitriding. In the study the nitrided layers were formed on 41CrAlMo7 (38HMJ) steel. Machine finishing (grinding) of samples before nitriding was carried out with the parameters, which can provide a surface roughness in a range of Ra = 0.3÷0.4 μm in a two-step nitriding process. The temperature of the first and second stage of the nitriding process were 480°C and 530°C. The choice of temperature 480°C in the first stage of the process was dictated by the desire to reduce the thickness of the iron nitride layer and to minimize the changes of surface roughness in the first phase of the formation of the nitrided layer. In the article, the test results covering the formation of nitrided layers with limited iron nitride layer and the impact of selected parameters of nitriding on changes of surface roughness of the samples, are given. For nitrided 41CrAlMo7 steel samples the measurements of surface hardness, hardness distributions, thickness of the nitrided layer and subsurface layer of iron nitrides surface roughness were performed. It has been found that the use of the atmosphere containing dissociated ammonia in the second stage of the nitriding process leads to reduction of the changes in the surface roughness.

8

Wpływ regulowanego azotowania gazowego na trwałość eksploatacyjną przewodu luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Michalski J., Talikowski J., Betiuk M., Wach P., Senatorski J., Burdyński K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2013

|

Vol. 4, Nr 4 (14)

53-65.

PL

Lufy broni strzeleckiej w większości są produkowane z niskostopowych stali konstrukcyjnych, podobnych do stali 30HN2MFA. Celem badawczym było poszukiwanie nowych technologii typu multiplex m.in. cieplno-chemicznych, połączonych z głębokim wymrażaniem, które mogą zagwarantować trwałość finalną lufy przy mniejszej uciążliwości technologii dla środowiska naturalnego. Jedną z takich metod jest ulepszanie cieplne lufy, połączone w zamkniętym cyklu technologicznym z głębokim wymrażaniem, a następnie poddanie jej regulowanemu azotowaniu gazowemu. Omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnej stali stopowej gatunku 38HMJ, używanej na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie oraz udary cieplne, przewidzianej do zastąpienia obecnie stosowanej stali lufowej 30HN2MFA. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatury: 520-560°C i w czasie 4-6 h, w atmosferze NH3-N2 bądź NH3-NH3zdys z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady i omówiono wpływ rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stali 38HMJ z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń korozyjnych i tribologicznych oraz z ograniczoną warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń zmęczeniowych.

EN

The project research - development, implemented in a consortium: Institute of Precision Mechanics (Warsaw, Poland), Military University of Technology (Warsaw, Poland) and Small Arms Factory (Radom, Poland), studies were undertaken of the possibility and desirability of replacing the electrolytic chromium plating technology used in the production of small arms barrels of 5.56 mm. So far, the barrel of small arms calibre 5.56 mm, and the like are mostly produced from low-alloy structural steels, similar to that used for the purpose of domestic steel 30HN2MFA. The aim was to search for new technologies such as multiplex thermo-chemical properties, combined with the deep freeze, which can ensure the sustainability of the final gun with less onerous technologies for the environment. One such method is the quenching barrel, connected in a closed technological cycle of the deep freeze and then subjected to nitriding gas industries regulated. The results of investigations of processes controlled gas nitriding grade alloy steel construction 38HMJ, used for machine parts, exposed in operation to corrosion, friction wear and fatigue and thermal shock, provided to replace the currently used barrel steel 30HN2MFA. Nitriding process was carried out in the temperature range 520-560°C and at times 4-6 h, in an atmosphere of N2 or NH3-NH3zdys with the settlement of their composition and potential for nitrogen during the heating process and temperature. Provides examples and discusses the impact of process solutions for the production of nitrided layers on 38HMJ iron nitride layer at the surface, designed for corrosive and tribological exposure and limited iron nitride layer at the surface, intended for exposures of fatigues. For both types of nitrided layers determined resistance to frictional wear and impact resistance. Phenomena, brittleness and cracks bombardment nitrided layers after 10 000 rounds.

9

Azotowanie regulowane luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Michalski J., Tacikowski J., Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 2

26--33

PL

W ramach projektu badawczo-rozwojowego, realizowanego w konsorcjum Instytut Mechaniki Precyzyjnej (IMP), Wojskowa Akademia Techniczna (WAT) i Fabryka broni (FB), podjęto badania dotyczące możliwości i celowości zastąpienia dotychczas stosowanej technologii chromowania elektrolitycznego w produkcji luf broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm. Omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnej stali stopowej gatunku 38HMJ, używanej na części maszyn, narażonej w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie oraz udary cieplne, przewidzianej do zastąpienia obecnie stosowanej stali lufowej 30HN2MFA. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatur 520 - 560oC i w czasach 4 - 6 h, w atmosferze NH3–N2 bądź NH3–NH3zdys. z regulowaniem ich składu i potencjału azoto¬wego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady i omówiono wpływ rozwiązań procesu umożliwiającego wytwarzanie warstw azotowanych na stali 38HMJ z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczoną do narażeń korozyjnych i tribologicznych oraz z ograniczoną warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczoną do narażeń zmęczeniowych. Dla obu typów warstw azotowanych określono odporność na zużycie przez tarcie i udarność.

EN

Studies have been undertaken on the possibility and desirability of replacing the electrolytic chromium plating technology used in the production of small arms barrels of 5.56 mm. The researches have been performed within the research and development project, implemented in a consortium Instytut Mechaniki Precyzyjnej (IMP), Wojskowa Akademia Techniczna (WAT) and Fabryka Broni (FB). The results of investigations of processes controlled gaseous nitriding of 38HMJ grade alloy construction steel used for machine parts, exposed in operation to corrosion, friction wear, fatigue and thermal shock provided to replace the currently used arms barrel 30HN2MFA steel have been discussed. Nitriding process was carried out in the temperature range 520 - 560°C and at times 4 - 6 h, in an atmosphere of NH3 – N2 or NH3–NH3zdys. with the settlement of their composition and potential for nitrogen during the heating process and in process temperature. Examples are given and discussion is provided on the impact of process solutions for the production of nitrided layers on 38HMJ steel with iron nitride layers at the surface, which have been designed for exposure corrosive and tribological conditions and the ones with limited iron nitride layer at the surface, intended for exposures of fatigues. For both types of nitrided layers resistance to frictional wear and impact resistance have been determined.

10

Rozporządzalność azotu jako parametr uzupełniający kontrolę procesów azotowania gazowego w atmosferach rozcieńczanych azotem

Burdyński K., Michalski J., Łataś Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

657--660

PL

Atmosferę azotującą, niezależnie od jej rodzaju, charakteryzują trzy główne parametry: potencjał azotowy Np, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu atmosfery azotującej mN2. W atmosferach amoniaku i amoniaku rozcieńczonego amoniakiem zdysocjowanym wartość potencjału jest tożsama z rozporządzalnością azotu. W tych atmosferach zmianie rozporządzalności zawsze towarzyszy zmiana potencjału azotowego. W związku z tym w przypadku atmosfer amoniaku i amoniaku rozcieńczonego amoniakiem zdysocjowanym potencjał azotowy jest głównym parametrem charakteryzującym atmosferę azotująca. W atmosferze amoniaku rozcieńczonego azotem wraz ze zmianą zawartości amoniaku zmienia się wartość rozporządzalności azotu, natomiast nie zmienia się potencjał. Dlatego w atmosferach rozcieńczanych azotem parametrem kontrolującym proces azotowania gazowego jest rozporządzalność azotu, co ma szczególne znaczenie w przypadku gdy celem procesu jest uzyskanie warstwy azotowanej z ograniczoną grubością warstwy azotków żelaza. W artykule omówiono metody ograniczenia grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza w atmosferach amoniaku rozcieńczonego amoniakiem zdysocjowanym i azotem.

EN

Nitriding atmosphere, regardless of the type, is characterized by three main parameters: the nitriding potential Np, the degree of dissociation of ammonia α and nitrogen availability mN2. In the NH3 and NH3-NH3diss atmospheres nitriding potential value is the same as nitrogen availability. In these atmospheres nitrogen availability change always accompanied by a change of the nitriding potential. Therefore, in the case of NH3 and NH3-NH3diss atmospheres, nitrogen potential is the principal parameter characterizing the nitriding atmosphere. In an atmosphere of NH3-N2 of the value of the nitrogen availability and the nitriding potential does not change. Therefore, diluted with nitrogen atmospheres parameter controlling the gas nitriding process is nitrogen availability, which is particularly important when the aim of the process is to obtain a nitrided layer with reduced thickness of the iron nitrides layer. This article will discuss ways to reduce the thickness of the subsurface layer of iron nitrides in the atmospheres of ammonia diluted dissociated ammonia and nitrogen.

11

Projektowanie długookresowych procesów azotowania gazowego na przykładzie stali 32CDV13

Michalski J., Burdyński K., Wach P., Łataś Z., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

760--764

PL

Procesy regulowanego azotowania gazowego umożliwiają wytwarzanie warstw azotowanych z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza z dokładnością do kilku mikrometrów (±2 μm) niezależnie od wymaganej grubości efektywnej warstwy roztworowej. Wśród tych warstw szczególne miejsce zajmują warstwy z grubością przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza ograniczoną do 10 μm i grubości efektywnej gr+100 nie mniejszej niż 220 μm. W artykule omówiono warianty technologiczne dwustopniowych procesów regulowanego azotowania gazowego stali GKH (32CDV13) pod kątem założonych wymagań dotyczących grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza i grubości efektywnej warstwy roztworowej. Przeprowadzone badania procesów azotowania pozwoliły na uzyskanie warstwy azotowanej spełniającej kryteria grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza (<10 μm) i grubości efektywnej (>220 μm). Pierwszy stopień procesu, który jest odpowiedzialny za etap nasycenia powierzchni stali azotem i utworzenie przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza o założonej grubości, prowadzono w intensywnie azotującej atmosferze amoniaku. Drugi stopień, który jest odpowiedzialny za wzrost głównie warstwy roztworowej i ograniczony wzrost przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza, prowadzono w atmosferze amoniaku rozcieńczonego amoniakiem zdysocjowanym.

EN

Controlled gas nitriding processes enable the production of nitrided layers with subsurface layer of iron nitrides with an accuracy of a few micrometers (±2 μm), regardless of the required thickness of the effective diffusion layer. Among these layers occupy a special place layers with subsurface layer with the thickness of the iron nitrides layer, limited below 10 microns and with effective thickness (gcor+100) of not less than 220 microns. This article discusses the technological options regulated two-stage process gas nitriding of GKH (32CDV13) steel for the assumed requirements for thick subsurface layer of iron nitrides and effective layer thickness of diffusion layer. The study nitriding processes made it possible to obtain a nitrided layer thickness meets the criteria of the subsurface layer of iron nitrides (<10 μm) and a thickness effective (>220 μm). The first stage of the process, which is responsible for the step of saturation with nitrogen steel surface and forming an iron nitride layer of the subsurface of the predetermined thickness, carried out in a nitriding atmosphere of ammonia intensively. The second stage, which is responsible for growth of the layer of solution and mainly limited growth of the subsurface layer of iron nitride, carried out in an atmosphere of ammonia and dissociated ammonia.

12

Kontrola kinetyki wzrostu warstwy azotowanej na stali X37CrMoV5-1 w procesie regulowanego azotowania gazowego

Michalski J., Wach P., Burdyński K., Łataś Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

426--430

PL

W procesach azotowania gazowego najczęściej są stosowane: jednoskładnikowe atmosfery wlotowe amoniaku NH 3 , dwuskładnikowe atmos fery rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem NH 3 /NH 3zd lub azotem NH 3 /N 2 . Do kontroli procesu, a w konsekwencji kinetyki wzrostu warstwy azotowanej, jest wykorzystywany poten cjał azotowy N p lub stopień dysocjacji amoniaku α [1]. W pracy przyjęto obok potencjału azotowego rozporządzalność azotu atmosfery azotującej (m N2 ) jako parametr charakteryzujący atmosferę azotującą. Rozporządzalność azotu wiąże stopień dysocjacji z natężeniem przepływu atmosfery wlotowej (wzór 3) [3]. Na przykładzie procesów azotowania gazowego stali X37CrMoV5-1 z wykorzystaniem trzech rodzajów atmosfer wlotowych: NH 3 , NH 3 /NH 3zd i NH 3 /N 2 pokazano możliwość zastosowania rozporządzalności azotu jako parametru kontrolującego kinetykę przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Warstwy azotowane wytwarzano metodą regulowanego azotowania gazowego Nitreg w urządzeniu Nx609 firmy Nitrex. W artykule wykazano, że w przypadku atmosfer NH 3 i NH 3 /NH 3zd wartość potencjału azotowego jednoznacznie określa możliwości atmosfery azotującej. Każdej zmianie potencjału azotowego towarzyszy zmiana rozporządzalności azotu atmosfery azotującej (rys. 1, 3). Wykazano, że w temperaturze 540°C zmiana potencjału azotowego w zakresie wartości 4,9÷6 atm –0,5 (rys. 1a) i towarzysząca mu zmiana rozporządzalności azotu (rys. 1b) nie wpływają na kinetykę wzrostu grubości warstwy azotków żelaza (rys. 2a), jak również na kinetykę wzrostu grubości warstwy roztworowej (rys. 2b), charakteryzowaną stałą parabolicznego wzrostu warstwy. Wartość potencjału wpływa natomiast dość istotnie na czas początku tworzenia się przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza (rys.2a). Wykazano, że w przypadku atmosfery NH 3 /N 2 , zwiększając stopień rozcieńczenia azotem atmosfery wlotowej przy zachowaniu stałego natężenia przepływu, zmniejsza się rozporządzalność azotu, bez konieczności obniżania wartości potencjału azotowego (rys. 3). Obniżając rozporządzalność azotu, przy zachowaniu stałej wartości potencjału azotowego, można ograniczyć kinetykę wzrostu przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza przy zachowaniu maksymalnej, dla danej temperatury i potencjału azotowego, kinetyki wzrostu warstwy roztworowej. Jest to bardzo cenna cecha atmosfer wlotowych z azotem.

EN

During the processes of gaseous nitriding, the most often used atmospheres are: unary inlet ammonia atmospheres NH 3 , binary atmospheres diluted with dissociated ammonia NH 3 /NH 3zd or nitrogen NH 3 /N 2 . For the process control, and in consequence the kinetics of growth of the nitrided layer, there is used nitriding potential N p or the degree of ammonia dissociation α [1]. In this work, another parameter characterizing the nitriding atmosphere, next to nitriding potential, was assumed. This parameter is availability of nitrogen in nitriding atmosphere ( m N2 ). Nitrogen availability connects the degree of dissociation with the flow intensity of inlet atmosphere (eq. 3) [3]. On the example of gaseous nitriding process of steel X37CrMoV5-1 with the use of three types of inlet atmospheres: NH 3 , NH 3 /NH 3zd and NH 3 /N 2 , there was shown the possibility of using the nitrogen availability as a parameter to control the kinetics of compound layer of iron nitrides. Nitrided layers were manufactured with the use of controlled gas nitriding Nitreg on the device Nx609 from Nitrex company. This paper shows, that in the case of atmospheres NH 3 and NH 3 /NH 3zd the value of nitriding potential unequivocally determines the characteristics of nitriding atmosphere. Every change of nitriding potential is accompanied by the change nitrogen availability of nitriding atmosphere (Fig. 1, 3). It was shown, that in the temperature of 540°C the change of nitriding potential in the range of 4,9÷6 atm –0,5 (Fig. 1a) and accompanying change in nitrogen availability (Fig. 1b) doesn’t influence either the growth kinetics of iron nitride layer (Fig. 2a), and the growth kinetics of thickness of the diffusion layer (Fig. 2b), which is characterized by the layer’s parabolic growth coefficient. The potential value has, however, significant influence on the time in which the compound layer of iron nitrides begins to emerge (Fig. 2a). It was shown, that in the case of atmospheres NH 3 /N 2 , by increasing the degree of dilution of the inlet atmosphere with nitrogen, while maintaining the constant flow intensity, we decrease the nitrogen availability, without the need to decrease the value of nitriding potential (Fig. 3). By decreasing of the nitrogen availability, while keeping the constant value of nitriding po- tential it is possible to reduce the growth kinetics of the compound layer and still maintain the maximum (for given temperature and nitriding potential) growth kinetics of diffusion layer. It is a very valuable characteristic for inlet atmospheres with nitrogen.

13

Azotowanie luf do broni małokalibrowej

Łataś Z., Żółciak T., Michalski J., Wach P., Dębski A.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2011

|

R. 40, z. 118

159--167

PL

W IMP opracowano i prowadzi się nadal badania nad zastosowaniem technologii obróbek cieplno – chemicznych dla wyeliminowania szkodliwej dla środowiska metody chromowania. Publikacja dotyczy opracowania i sprawdzenia skuteczności metody fluidalno-gazowego węgloazotowania i regulowanego azotowania gazowego długich luf o małym kalibrze od 5,56 mm do 12,5 mm. W artykule przedstawiono urządzenia i technologię oraz sposób wprowadzenia atmosfery do azotowania/węgloazotowania przewodu próbki - lufy i luf w zakresie małych średnic od 5,0 do 12 mm i długości do 500 mm. Efekty technologiczne podano w oparciu o fragment luf z zaznaczonymi badanymi przekrojami przewodu i komory nabojowej, potwierdzone badaniami metaloznawczymi przed i po próbach trwałości w ostrzale 1000 szt. amunicji. Proponowane zmiany wymagają zastąpieniu stali dotychczas stosowanych na lufy gatunkami bardziej podatnymi na obróbkę cieplną i cieplno-chemiczną oraz o podwyższonej odporności na szoki cieplne, co przyniesie realne korzyści zarówno poprzez podwyższenie walorów bojowych broni w zakresie trwałości i celności, a także poprawi konkurencyjność wyrobów krajowego producenta. Technologie można będzie zastosować również do innych części uzbrojenia, w tym luf broni strzeleckiej o innym kalibrze, narażonych na działanie dynamicznego, impulsowego ciśnienia gazów, dużych obciążeń i wysokich temperatur oraz agresywnego środowiska czynników chemicznych powstających w wyniku spalania prochu. Równocześnie, zastosowanie ekologicznych obróbek cieplno - chemicznych umożliwi eliminację zanieczyszczeń, na które narażone jest środowisko naturalne, podczas tradycyjnych obróbek elektrochemicznych i w solach.

EN

The Institute of Precision Mechanics was developed and carried out his research on application technology of thermo-chemical treatments for eliminating environmentally harmful methods for chrome plating. Publication relates to develop and test the effectiveness of the method of fluidized-regulated gas carbonitriding and nitriding long small-caliber gun barrels from 5.56 mm to 12.5 mm. The paper presents the equipment and technology and how to introduce the atmosphere into the nitriding / carbonitriding wire sample - Barrels and barrels for small diameters from 5.0 to 12 mm and a length of 500 mm. The effects of technology are based on a fragment of barrels of selected sections studied tube and the chamber, confirmed by matalographice tests before and after life testing at 1000 pieces of ammunition firing. The proposed changes require the replacement of steel barrels previously used for species more vulnerable to heat and thermo-chemical and increased resistance to thermal shock, which will bring real benefits, both by increasing the values of combat arms in terms of durability and accuracy, as well as improve the competitiveness of domestic producer . Technology can be applied also to other parts of weapons, including small arms barrels of different caliber, exposed to a dynamic pulse-pressure gases, high pressures and high temperatures and aggressive chemical environment resulting from the combustion of gunpowder. At the same time, the use of 160 organic treatments - heat will allow the elimination of chemical pollutants, which is exposed to the environment, while traditional treatments of electrochemical and salt.

14

Projektowanie procesów azotowania gazowego z uwzględnieniem rozporządzalności azotu atmosfery azotującej

Michalski J., Burdyński K., Wach P., Tacikowski J., Łataś Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 1

3-9

PL

W artykule omówiono wykorzystanie rozporządzalności azotu atmosfery azotującej w projektowaniu precyzyjnego azotowania gazowego stali konstrukcyjnych. Wykorzystanie rozporządzalności azotu, obok potencjału azotowego, w projektowaniu i regulowaniu procesów azotowania, stwarza nowe możliwości wykorzystania do projektowania procesów azotowania dwu- i trójskładnikowych atmosfer z azotem. Jak dotychczas atmosfery te stwarzają trudności przy stosowaniu ich zwłaszcza w procesach precyzyjnego azotowania gazowego, których celem jest, np. wytworzenie warstw azotowanych bez warstwy azotków żelaza bądź z warstwą azotków o ograniczonej grubości. Wymagania te spełniają dotychczas atmosfery wlotowe amoniaku ze zdysocjowanym amoniakiem. Umożliwiają one bowiem dokładne regulowanie potencjału azotowego w bardzo szerokim zakresie jego wartości.

EN

The use of availability of nitrogen in the nitriding atmosphere during designing of precise gaseous nitriding of constructional steels have been described in the paper. The use of nitrogen availability, next to nitriding potential, gives new possibilities in designing and in regulation of the nitriding processes, especially for two- and three-component (binary and ternary) atmospheres with nitrogen. Up to now, these atmospheres (binary and ternary) cause difficulties during the precision nitriding processes, which purpose is to manufacture nitrided case without iron nitride layer, or to manufacture nitride layer with reduced thickness. These demand are met today with inlet atmospheres composed of ammonia and dissociated ammonia. They enable precise regulation of nitriding potential in very large value range.

15

Perspektywy wykorzystania rozporządzalności azotu jako parametru atmosfery azotującej

Michalski J., Wach P., Burdyński K., Łataś Z., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

592-596

PL

W procesach azotowania gazowego stosowane są atmosfery azotujące uzyskane z amoniaku (NH3), z amoniaku rozcieńczonego zdysocjowanym amoniakiem (NH3/NH3zd) lub azotem (NH3/N2). Parametrami charakteryzującymi atmosferę azotującą są: potencjał azotowy Np, stopień dysocjacji amoniaku ? oraz rozporządzalność azotu mN2. Rozporządzalność azotu jest parametrem wiążącym stopień dysocjacji amoniaku z natężeniem przepływu atmosfery wlotowej Fw i zawiera informację o ilości azotu uzyskanego w warunkach procesu dla danego stopnia dysocjacji przy określonym natężeniu przepływu atmosfery wlotowej. W artykule omówiono możliwości wykorzystania rozporządzalności azotu atmosfery azotującej do precyzyjnego projektowania procesów azotowania gazowego stali konstrukcyjnych. Wykorzystanie rozporządzalności azotu, obok potencjału azotowego, w projektowaniu i regulowaniu procesów azotowania stwarza nowe możliwości szerszego zastosowania atmosfer rozcieńczanych azotem.

EN

In the gaseous nitriding processes, nitriding atmospheres (which are used to perform nitriding), are obtained from ammonia (NH3), from ammonia diluted with dissociated ammonia (NH3/NH3zd), or diluted with nitrogen (NH3/N2). Parameters which characterize the nitriding atmosphere are: nitriding potential Np, degree of ammonia dissociation ? and availability of nitrogen mN2. Availability of nitrogen is the parameter, which connects the degree of ammonia dissociation with the flow intensity of inflow atmosphere Fw, and it contains information about the amount of nitrogen, obtained during the process for particular degree of dissociation with specified flow intensity of inflow atmosphere. This article describes the possibility to use the nitrogen availability of nitrogen atmosphere, for precise design of gaseous nitriding processes for construction steels. The use of availability of nitrogen, next to nitriding potential, in the design and regulation of nitriding processes, creates new possibilities for wider use of atmospheres diluted with nitrogen

16

Budowa i właściwości warstw duplex typu CrC+(Ni-W) wytwarzanych w procesie chromowania próżniowego

Bogdański B., Kasprzycka E., Tacikowski J., Senatorski J., Łataś Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

344-347

PL

W pracy omówiono wyniki badań warstw duplex typu CrC+(Ni-W) wytwarzanych w procesie chromowania próżniowego na powierzchni stali pokrytej elektrolitycznie stopem niklu Ni-W. Dla porównania przeprowadzono badania warstw duplex typu CrC+Ni wytwarzanych przez osadzanie czystego niklu na powierzchni stali przed procesem chromowania dyfuzyjnego oraz pojedynczych warstw węglikowych typu CrC. Przeprowadzono badania grubości warstw, ich morfologii, składu fazowego, twardości oraz profili stężenia pierwiastków w strefie dyfuzyjnej. Tribologiczne właściwości otrzymanych warstw oceniano za pomocą testu trzy wałeczki-stożek. Badania właściwości tribologicznych warstw wykazały, że odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-W) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej stopem niklu z pierwiastkiem węglikotwórczym - wolframem - jest równie dobra, jak warstw węglikowych typu CrC wytwarzanych bezpośrednio na powierzchni stali, bez powłoki elektrolitycznej. Warstwy te wykazywały dużą odporność na zużycie przez tarcie, podczas gdy próbki z warstwami duplex typu CrC+Ni oraz próbki ze stali bez warstwy nie miały dobrych właściwości tribologicznych.

EN

In this paper duplex layers of the CrC+(Ni-W) type produced in vacuum chromizing process on tool steel surface covered with Ni-W nickel alloy, containing carbide-forming element, have been investigated. A comparison of the CrC+(Ni-W) duplex layers with the CrC+Ni duplex layers, produced on steel surface covered with pure nickel, and the CrC type single carbide layers has been performed. Investigations of layers thickness, their morphology, phase composition, hardness, depth profiles of elements in the layer diffusion zone have been conducted. Tribological properties of the layers were performed by means of taper-three rolls test. It has been proved, that the wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-W) type, produced in vacuum chromizing of steel covered with Ni-W nickel alloy containing carbide-forming element - wolfram - is such good as carbides layers of the CrC type, produced on the steel surface without electrolytic coating. The high wear resistance of these layers has been proved, whereas tribological properties of the CrC+Ni duplex layers and the steel samples without any layers were not good.

17

Azotowanie rur grubościennych o małych średnicach otworów

Łataś Z., Michalski J., Zółciak T., Betiuk M., Wach P., Bogdański B.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

541-544

PL

W pracy przedstawiono przegląd metod wytwarzania systemów aerologicznych na wewnętrznych powierzchniach rur grubościennych mających zastosowanie w produkcji broni strzeleckiej. W sposób skrótowy zaprezentowano wyniki badań nad technologiami multiplex opracowanymi w IMP, tj. obróbkami cieplnymi, głębokim wymrażaniem, obróbkami cieplno-chemicznymi (azotowanie, węgloazotowanie) oraz PVD-MS (technologia magnetronowa).

EN

In the article review of production methods of areological systems on internal surfaces of heavy-walled tubes applying in the production of the small arms was presented. Results of the research on multiplex technologies worked in IMP, such as heat-treatments with deep freezing, thermochemical treatments (the nitriding, carbonitriding) and PVD-MS (the magnetron technology) were also presented.

18

Nowe materiały i technologie obróbki cieplno-chemicznej luf broni strzeleckiej

Żółciak T., Łataś Z., Dębski A.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2010

|

Vol. 1, Nr 1 (1)

43-53

PL

W artykule omówiono wyniki badań obróbki powierzchniowej wewnętrznej powierzchni luf broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm. Omówiono kolejno metodę chromowania elektrolitycznego, węgloazotowania kąpielowego TENIFER, technologie typu multiplex, tj. azotowanie / węgloazotowanie fluidalno-gazowe i wymrażanie oraz próżniowe ulepszanie cieplne z wymrażaniem. W Instytucie Mechaniki Precyzyjnej prowadzone są badania nad zastosowaniem technologii obróbek cieplno-chemicznych, których celem jest wyeliminowanie szkodliwej dla środowiska metody chromowania.

EN

This paper discusses the research results of surface treatment of internal surface of barrel cal. 5,56 mm. The following technologies are described: chromium electroplating, bath cyaniding TENIFER, multiplex technologies, such as nitriding / cyaniding, both fluidal and gaseous and deep freezing, and also vacuum heat treatment with deep freezing. Institute of Precision Mechanics performs research in the field of applying improved and varied thermo-chemical treatments to eliminate the need for harmful to environment chromizing technology.

19

Metody obróbki cieplno-chemicznej przewodów luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Żółciak T., Dębski A., Michalski J., Bogdański B.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1077-1080

PL

W artykule omówiono wyniki badań obróbki powierzchniowej wewnętrznej powierzchni luf broni strzeleckiej kalibru 5,56. Omówiono kolejno metodę chromowania elektrolitycznego, węgloazotowania kąpielowego "TENIFER", technologie typu multiplex, tj. azotowanie/węgloazotowanie fluidalno-gazowe i wymrażanie oraz próżniowe ulepszanie cieplne z wymrażaniem. W Instytucie Mechaniki Precyzyjnej prowadzone są badania nad zastosowaniem technologii obróbek cieplno-chemicz nych, których celem jest wyeliminowanie szkodliwej dla środowiska metody chromowania.

EN

This paper discusses the research results of surface treatment of the intrenal surface barrel bores, cal. 5.56. The following technologies are described: chromium electroplating, bath cyaniding "TENIFER", multiplex technologies, such as nitriding/cyaniding, both fluidal and gaseous and deep freezing, also vacuum heat treatment with deep freezing. Institute of Precision Mechanics performs research in the field of applying improved and varied thermochemical treatments to eliminate the need for harmful to environment chromizing technology.

20

Zastosowanie niekonwencjonalnych stali i technologii obróbki powierzchni dla podwyższenia trwałości luf broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm

Dębski A., Żółciak T., Łataś Z., Ciski A., Kowalski S.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2009

|

Vol. 58, nr 2

345-354

PL

Przedstawiono wyniki badań własnych (IMP) i badań ITU Wydz. Mechatroniki WAT w zakresie zastosowania niekonwencjonalnych gatunków stali na lufy do karabinka szturmowego wz. 96 "BERYL". Badano wpływ składu atmosfer i warunków azotowania i węgloazotowania na grubość warstwy związków i strefy dyfuzyjnej, a także na odporność korozyjną w środowisku obojętnej mgły solnej badanych stali. Przytoczono wyniki badań balistycznych prędkości wylotowej pocisków i zużycia powierzchni przewodów po próbach strzelania. Oceniono przydatność badanych materiałów do produkcji luf karabinka szturmowego wz. 96 "BERYL".

EN

The findings of self-made research (the Institute of Precision Mechanics) and research made by the Institute of Armament Technology MUT in scope of application of unconventional steel grades for barrels of BERYL Mod. 96 Assault Rifle have been presented. The effect of atmosphere composition and conditions of nitriding and carbonitriding on the thickness of nitrides layer and diffusion zone and also on the resistance to corrosion in environment of neutral salt fog of examined types of steels was investigated. The results of ballistic research of outlet velocity and wear of surface of lines after shooting trials are presented. The suitability of examined materials for production of barrels of BERYL Mod. 96 Assault Rifle was evaluated.