Анализ возможности импортозамещения при производстве цилиндров штанговых насосов на АО «Нефтемаш»

Александр Викторович Кашин; Сергей Данилович Кугультинов; Татьяна Викторовна Ломаева; Никита Сергеевич Рябков

doi:10.22213/2413-1172-2023-4-66-70

Авторы

А. В. Кашин ПАО «Ижнефтемаш»
С. Д. Кугультинов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Т. В. Ломаева ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Н. С. Рябков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-66-70

Ключевые слова:

износостойкость, твердость, штанговые насосы, карбонитрация, химико-термическая обработка

Аннотация

Химико-термическая обработка направлена на насыщение поверхностного слоя элементами, изменяющими микроструктуру и свойства поверхностного слоя детали. Наиболее распространенными процессами химико-термической обработки являются цементация, азотирование и нитроцементация. Однако использование данных процессов, несмотря на повышение поверхностной твердости, усталостной прочности и сопротивления износу, имеет и недостатки, ведущие к потере производительности. К ним можно отнести длительность процесса химико-термической обработки и, главное, - необходимость последующей механической обработки для устранения возможных деформаций и коробления при получении высокоточных поверхностей. Для цилиндров штанговых насосов, работающих в условиях контактного трения, большое значение имеет точность размеров после химико-термической обработки без последующей механической обработки. Приводятся результаты экспериментальных исследований по проверке эффективности процесса карбонитрации цилиндров штанговых насосов с целью обеспечения долговечности работы трубчатых деталей штанговых насосов на ижевском предприятии АО «Нефтемаш» и поиска возможных путей импортозамещения немецкой технологии. В результате экспериментальных исследований установлено, что для достижения требуемой по конструкторской документации твердости следует либо существенно увеличить время выдержки при газовой карбонитрации, либо для повышения производительности и эффективности провести экспериментальные исследования, используя процесс жидкостной карбонитрации в расплаве солей цианатов и карбонатов; кроме того, процесс карбонитрации, безусловно, эффективнее ионного азотирования, которое в настоящее время проводится в течение 26 часов для цилиндров штанговых насосов, так как даже при выдержке в 1,5 часа получены результаты по твердости несколько лучше, чем у китайских образцов.

Биографии авторов

А. В. Кашин, ПАО «Ижнефтемаш»

директор по производству

С. Д. Кугультинов, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии производства систем вооружения

Т. В. Ломаева, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

ведущий инженер, старший преподаватель кафедры технологии производства систем вооружения

Н. С. Рябков, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

студент

Библиографические ссылки

Шарая О. А., Водолазская Н. В. Упрочнение сульфоцианированием деталей ответственных соединений // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2021. № 3 (31). С. 37-46.

Костин Н. А., Колмыков В. И., Костин Н. Н. Поверхностное модифицирование экономно легированной стали 9ХС в азотисто-углеродной среде для повышения износостойкости // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 57-71. DOI: 10.21869/2223-1528-2022-12-3-57-71

Водолазская Н. В., Шарая О. А. Технологические принципы модифицирования поверхностного слоя ответственных деталей машин // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 25. С. 86-89.

Цих С. Г., Красуля А. А. Инновации в процессах борирования // Арматуростроение. 2021. № 5 (134). С. 54-59.

Химико-термическая обработка стали 08Х18Н10Т для повышения ее эксплуатационных характеристик / А. А. Красуля, А. А. Пермитина, А. С. Помельникова, С. Г. Цих // Заготовительные производства в машиностроении. 2021. Т. 19, № 9. С. 419-421.

Сравнительные испытания структуры и свойств поверхностного слоя стали 38Х2МЮА после ионноплазменного азотирования и электромеханической поверхностной закалки / Л. В. Федорова, С. К. Федоров, Ю. С. Иванова, Со. Л. Мьят // Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19, № 3 (219). С. 133-138.

Коротков В. А. Карбонитрация как средство снижения износа деталей металлургического оборудования // Металлург. 2015. № 12. С. 63-67.

Обеспечение качества станочных приспособлений с износостойкими покрытиями в процессе изготовления / А. С. Краско, А. А. Ковалев, С. А. Кудинов [и др.] // Проблемы машиностроения и автоматизации.2023. № 2. С. 109-119.

Балтин Б. А., Яковлева А. П. Анализ методов химико-термической и термической обработки для повышения износостойкости деталей машин // Главный механик. 2020. № 5. С. 40-53.

Костин Н. А., Колмыков В. И., Костин Н. Н. Поверхностное модифицирование экономно легированной стали 9хс в азотисто-углеродной среде для повышения износостойкости // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 57-71.

Степанчукова А. В., Приймак Е. Ю. Оценка эффективности применения процесса карбонитрации для упрочнения резьбовых соединений бурильных труб из заготовок зарубежного производства // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020. № 3 (53). С. 26-37.

Тельдеков В. А., Гуревич Л. М. Исследование технологии низкотемпературной нитроцементации для комплексного упрочнения деталей машин // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2021. № 10 (257). С. 64-68.

Коротков В. А., Ананьев С. П., Злоказов М. В. Износостойкость сталей с плазменной закалкой и карбонитрацией: монография / под ред. В. А. Короткова. Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2014. 104 с.

Об использовании повторной низкотемпературной нитроцементации для эффективного упрочнения коленчатых валов автомобилей "КамАЗ", прошлифованных под ремонтные / В. И. Колмыков, Р. Ю. Костин, Ю. С. Воробьёв, Д. В. Колмыков // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13, № 2. С. 70-85.

Шарая О. А., Пастухов А. Г., Кравченко И. Н. Инженерия поверхности упрочненных деталей: монография. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2020. 124 с. ISBN 978-5-16-015424-4

Коротков В. А. Исследование комбинированного упрочнения сталей плазменной закалкой и карбонитрацией // Вестник машиностроения. 2018. № 12. С. 76-78.

Яковлева А. П. Анализ существующих методов повышения качества поверхностных слоев // Главный механик. 2023. № 9. С. 554-559.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 518 с.

Азотирование и карбонитрирование / [Р. Чаттерджи-Фишер, Ф.-В. Эйзелл, Р. Хоффманн и др.]; пер. с нем. В. А. Федоровича; под ред. [и с предисл.] А. В. Супова. М.: Металлургия, 1990. 278 с.

Прокошкин Д. А. Химико-термическая обработка металлов - карбонитрация. М.: Металлургия; Машиностроение, 1984. 240 с.