BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG MINH THUẬN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ THẤM NITƠ PLASMA CHO THÉP 40CrMo LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành đào tạo: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng nghiệp nơng thơn Mã số : 62 52 14 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đào Quang Kế TS Hoàng Văn Châu HÀ NỘI – 2012 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu lựa chọn số thông số công nghệ thấm nitơ plasma cho thép 40CrMo” công trình nghiên cứu riêng tơi Những số liệu, kết nêu luận án trung thực, khách quan chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ trình thực luận án cảm ơn thông tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận án Hoàng Minh Thuận ii LỜI CẢM ƠN Với kính trọng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đào Quang Kế, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội TS Hoàng Văn Châu, Viện Nghiên cứu khí tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhiều năm tháng học tập suốt q trình nghiên cứu, hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn tập thể môn Công nghệ khí, Ban lãnh đạo giảng viên khoa Cơ - Điện, Viện Đào tạo Sau đại học Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội ln quan tâm giúp đỡ đóng góp ý kiến để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng Nghiên cứu khoa học, đồng nghiệp công tác Trường Cao đẳng Công nghiệp Xây dựng quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn phịng Thí nghiệm trọng điểm Cơng nghệ hàn Xử lý bề mặt, Viện Nghiên cứu khí; Bộ mơn Cơng nghệ khí, khoa Cơ - Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội; Trung tâm Đánh giá hư hỏng vật liệu, Viện Khoa học vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ thực nghiệm đánh giá kết nghiên cứu luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình ln quan tâm, động viên giúp tơi vượt qua khó khăn q trình học tập hồn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận án Hoàng Minh Thuận iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vii Danh mục ký hiệu toán học viii Danh mục bảng xi Danh mục hình xii MỞ ĐẦU i Tính cấp thiết đề tài xvi Đối tượng phạm vi nghiên cứu xix Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án xix Những đóng góp xx Cấu trúc nội dung luận án xx Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THẤM NITƠ PLASMA 1.1 Lựa chọn công nghệ 1.2 Các công nghệ thấm nitơ xxi xxi xxiii 1.2.1 Thấm nitơ thể khí xxv 1.2.2 Thấm nitơ thể lỏng xxx 1.2.3 Thấm nitơ plasma xxxii 1.2.4 Các ứng dụng thấm nitơ xxxiv 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước xxxvii 1.4 Tình hình nghiên cứu nước xlii 1.5 Kết luận chương xliv Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THẤM NITƠ PLASMA 2.1 Quá trình hình thành phát triển thấm nitơ plasma xlv xlv iv 2.1.1 Plasma xlv 2.1.2 Quá trình hình thành phát triển thấm nitơ plasma xlvi 2.2 Tác động ion hóa đến bề mặt chi tiết 2.3 Cơ chế hình thành lớp thấm liii 2.4 Cấu trúc lớp thấm lvi 2.5 Xác định chiều dày lớp thấm lx li 2.5.1 Xác định chiều dày nitrit pha  lxiii 2.5.2 Xác định chiều dày nitrit pha γ’ lxv Các thông số công nghệ ảnh hưởng đến trình thấm 2.6 lxviii 2.6.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm lxix 2.6.2 Ảnh hưởng thời gian thấm lxx 2.6.3 Ảnh hưởng tỷ lệ khí nitơ/hydro lxxi 2.6.4 Ảnh hưởng điện áp, mật độ dòng 2.6.5 Ảnh hưởng áp suất Kết luận chương 2.7 lxxiii lxxv lxxvii Chương VẬT LIỆU, THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Vật liệu nghiên cứu 3.2 lxxviii Chuẩn bị mẫu phương pháp kiểm tra lxxviii lxxix 3.2.1 Chuẩn bị mẫu lxxix 3.2.2 Phương pháp kiểm tra lxxxi Thiết bị thấm nitơ plasma lxxxv 3.3 3.3.1 Cấu tạo buồng làm việc lò thấm H45x080 lxxxvi 3.3.2 Các thơng số lị thấm lxxxvii 3.3.3 Lập trình quy trình cơng nghệ thấm nitơ plasma thiết bị Eltropuls H045x80 3.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm lxxxviii lxxxix v 3.4.1 Xây dựng toán quy hoạch thực nghiệm 3.4.2 Phương pháp nghiên cứu tối ưu tổng quát 3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu nghiên cứu 3.5 xc xcvii c Kết luận chương c Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 ci Kết nghiên cứu đơn yếu tố ci 4.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm T (0C) ci 4.1.2 Ảnh hưởng thời gian thấm t (h) cii 4.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ khí nitơ/hydro a (%) ciii 4.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố 4.3 Kết nghiên cứu tối ưu tổng quát 4.4 Phân tích, lựa chọn sơ đồ quy trình thực nghiệm civ cxviii cxxi 4.4.1 Sơ đồ công nghệ thấm nitơ plasma cxxi 4.4.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ cxxi 4.4.3 Chương trình điều khiển quy trình cơng nghệ trình thấm nitơ plasma 4.5 cxxiii Kết thực nghiệm theo thông số tối ưu cxxv 4.5.1 Tổ chức tế vi lớp thấm 4.5.2 Độ cứng tế vi cxxviii 4.5.3 Sự phân bố nitơ lớp thấm cxxviii 4.6 Sản phẩm ứng dụng cxxv cxxxiv 4.6.1 Căp bánh bơm thủy lực 4.6.2 Bánh trung tâm bánh hành tinh hộp giảm cxxxv tốc xe trộn – vận chuyển bê tổng tươi cxxxvi 4.6.3 Dao băm tĩnh, động trục xoắn vít cxxxviii 4.6.4 Bánh hộp số máy kéo cầm tay cxxxix 4.6.5 Bánh máy in Offset màu Daiya cxli vi 4.7 Kết luận chương cxlii KẾT LUẬN cxliv Danh mục cơng trình cơng bố cxlv Tài liệu tham khảo cxlvi Phụ lục clvii vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải Ar Argon C Cacbon CH4 Khí Metan C-N Cacbon – Nitơ CVD (Chemical Vapour Deposition) Phủ bay hóa học DC-plasma EDX Plasma dòng điện chiều (Energy Dispersive X-ray Anolysis) Phương pháp phân tích tế vi tán xạ lượng Rơnghen Fe Fe-C-N Nguyên tử sắt Giản đồ sắt – cacbon – nitơ FeN Nitrit sắt Fe-N Giản đồ sắt – nitơ H2 NH3 Khí Hydro Khí amoniac N Nguyên tử nitơ N2 Khí Nitơ MATLAB PVD S STATISTICA Phần mềm mơ vẽ đồ thị tốn học (Physical Vapour Deposition) Phủ bay vật lý Lưu huỳnh Phần mềm mô vẽ đồ thị wt% % khối lượng XRD Nhiễu xạ Rơngen viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Đơn vị Giải thích a % Tỷ lệ khí nitơ/hydro (theo lưu lượng) aN - Hoạt độ nitơ môi trường thấm bj - Các hệ số phương trình hồi quy d1 m Chiều dày pha  + pha ’ d2 m Chiều dày pha  dj - Hàm “mong muốn’’ thành phần D - Hàm tối ưu tổng quát D - Hệ số khuếch tán pha  D’ - Hệ số khuếch tán pha ’ D - Hệ số khuếch tán pha  E HV0.3 Fb - G1 l/h Lưu lượng khí N2 G2 l/h Lưu lượng khí H2 G3 l/h Lưu lượng khí CH4 G4 l/h Lưu lượng khí Ar KN - m g/N.m n Vòng/phút Số vòng quay đĩa N N Tải trọng đặt vào mẫu N - Số thí nghiệm mức phụ (các điểm sao) N0 - Số thí nghiệm mức sở P Mpa PD s Thời gian tồn tạixung PNH3 Pa Áp suất riêng phần NH3 PN2 Pa Áp suất riêng phần N2 Độ cứng bề mặt Tiêu chuẩn Fisher (tra bảng) Thế thấm nitơ Cường độ mài mòn Áp suất ix Ký hiệu Đơn vị PH2 Pa Áp suất riêng phần H2 PR s Thời gian lặp xung R mm Bán kính vịng quay chốt trượt đĩa S mm Quảng đường trượt cửa mẫu s - Phương sai C Nhiệt độ thấm t h Thời gian thấm ton s Thời gian lặp xung toff s Thời gian ngừng xung tv - Số chu kỳ ứng suất T Giải thích TC C Nhiệt độ vùng gia nhiệt TL C Nhiệt độ chi tiết thấm TW C Nhiệt độ thành buồng làm việc (tường lò) Uz V Điện áp cần thiết để hình thành plasma V V Điện áp Vp V Năng lượng plasma WG C/min Tốc độ tăng nhiệt độ chi tiết theo thời gian xi - Giá trị mã hóa yếu tố thứ i x1 - Nhiệt độ thấm T (0C) x2 - Thời gian thấm t (h) x3 - Tỷ lệ khí nitơ/hydro (%) Yj - Hàm thành phần Y1 - Độ cứng bề mặt C (HV 0.3) Y2 - Cường độ mài mòn m (10-12g/N.mm) Y3 - Chiều dày pha +’ d1 (µm) Y4 - Chiều dày pha α d2 (µm) Yu - Giá trị trung bình thí nghiệm mức Y0 - Giá trị trung bình thí nghiệm mức cxliii Như thay cặp thống số công nghệ khác vào cơng thức (4.5), (4.6), (4.7) (4.8) ta thu kết chất lượng lớp thấm tương ứng; - Để dễ sử dụng trực quan, hình từ 4.4 đến 4.15 cho phép chọn vùng thông số tối ưu theo cặp đôi thông số công nghệ cho thấy giá trị thông số cơng nghệ chọn vùng tối ưu xác Nhờ hình đồ này, ta đối chứng thông số công nghệ phạm vi cho phép xét đến hệ thống điều kiển tham số công nghệ thiết bị điều kiện thực; - Để thực nghiệm kiểm chứng, tác giả chọn thơng số cơng nghệ chuẩn có giá trị "trung tâm" tham số tối ưu, sử dụng phương pháp tính giá trị hàm tối ưu tổng quát, xác định hàm tối ưu D = f(T, t, a) D = - 25,552 + 0,088 T + 0, 230 t + 0,058 a – 0,0004 T.t – 0,0001 T2 – 0,0013 t2 – 0,0008 a2 (4.10) Giá trị tối ưu D = 0,955 có độ tin cậy cao, sử dụng Tại tìm giá trị thơng số E = 791,950 (HV0.3) ; m = 29,653 (10-12g/N.mm) ; d1 = 16,992 (µm) ; d2 = 370,227 (µm) tưng ứng với thông số công nghệ T = 573,4 (0C) ; t = 16,03 (h) a = 34,62 (%) - Đưa sơ đồ công nghệ quy trình cơng nghệ thấm chi tiết thực; kiểm tra lại tổ chức tế vi, độ cứng bề mặt, cường độ mài mòn, nhiễu xạ tia X - Đã ứng dụng công nghệ thấm nitơ plasma cho số chi tiết máy làm từ thép khác nhau, đặc biệt thép 40CrMo Qua đánh giá cho thấy chất lượng làm việc chi tiết sau thấm cao chất lượng làm việc chi tiết không sử dụng công nghệ cxliv KẾT LUẬN Thấm nitơ plasma công nghệ đại, cho phép tạo lớp thấm bề mặt chi tiết có độ chống mài mịn, ăn mịn cao tăng tính chống mỏi cho chi tiết Thấm nitơ plasma ứng dụng nhiều cho chi tiết máy làm từ thép; Từ cơng trình nghiên cứu nước, tác giả luận án xác định chế hình thành lớp thấm chất lớp thấm nitơ plasma bề mặt thép; Nghiên cứu xác lập quan hệ độ cứng bề mặt E (HV 0.3), cường độ mài mòn m (10-12g/n.mm), chiều dày pha  + ’ d1 (m) chiều dày pha  d2 (m) với thông số nhiệt độ thấm T (0C), thời gian thấm t (h) tỷ lệ khí nitơ/hydro a (%) Bằng quy hoạch thực nghiệm, xác định quan hệ đơn yếu tố E, m, d1, d2 với T, t, a để tìm vùng tối ưu, sở khoanh vùng xử lý số liệu thực nghiệm theo phương pháp xét ảnh hưởng đa yếu tố Kết nghiên cứu tìm vùng thông số công nghệ tối ưu cho phép thu E, m, d1, d2 tốt nhất, đáp ứng yêu cầu sản xuất Đưa sơ đồ công nghệ quy trình cơng nghệ thấm chi tiết thực; kiểm tra lại tổ chức tế vi, độ cứng bề mặt, cường độ mài mòn, nhiễu xạ tia X Đã ứng dụng công nghệ thấm nitơ plasma cho số chi tiết máy làm từ thép khác nhau, đặc biệt thép 40CrMo Qua đánh giá cho thấy chất lượng làm việc chi tiết sau thấm cao chất lượng làm việc chi tiết khơng sử dụng cơng nghệ Quy trình cơng nghệ cần phổ biến ứng dụng cách rộng rãi cho nhiều chi tiết chế tạo từ thép 40CrMo; phương pháp nghiên cứu thực nghiệm áp dụng để tìm quy trình cơng nghệ cho nhiều mác thép khác thấm nitơ plasma hiệu tốt Luận án nghiên cứu Việt Nam nên khơng tránh khỏi thiếu sót; cần nghiên cứu tiếp để ứng dụng rộng rãi cxlv DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Đào Quang Kế, Hồng Minh Thuận, Nguyễn Văn Bản (2008), "Tính tốn thiết kế lị thấm nitơ kiểu điện trở cỡ trung", Tạp chí Nơng nghiệp & Phát triển Nông thôn, tập số 5/2008, trang 444 450 Hoàng Minh Thuận, Đào Quang Kế (2008), "Nghiên cứu thấm nitơ thể khí nâng cao khả làm việc số chi tiết máy làm việc môi trường khắc nghiệt", Báo cáo Hội thảo Khoa học tồn quốc Cơng nghệ vật liệu Bề mặt, Thái Nguyên ngày 29/11/2008 Hoàng Minh Thuận, Đào Quang Kế, Hoàng Văn Châu, Trần Vệ Quốc, Phạm Văn Đông (2009), "Ứng dụng công nghệ thấm nitơ plasma làm bền bánh hành tinh xe trộn – vận chuyển bê tông tươi", Hội nghị Khoa học Công nghệ Cơ khí chế tạo tồn quốc lần thứ 2, phân ban Công nghệ vật liệu, tổ chức Viện nghiên cứu Cơ khí ngày 18/11/2009, đăng Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Cơ khí chế tạo tồn quốc lần thứ 2, trang 388-391 Hoàng Vĩnh Giang, Lục Vân Thương, Hồng Minh Thuận (2010), "Ứng dụng cơng nghệ thấm nitơ plasma cho số chi tiết máy chế tạo từ hợp kim crơm", Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 05 (tháng /2010), trang 1517 Hoàng Minh Thuận, Đào Quang Kế, Hoàng Văn Châu (2012), "Tối ưu hóa chế độ thấm nitơ plasma thép 40CrMo Trên thiết bị Eltropuls H045x080", Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 06 (tháng 6/2012) trang 6269 cxlvi TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Arzamaxov B N (2001), Vật liệu học (Nguyễn Khắc Cường, Đỗ Minh Nghiệp, Chu Thiên Trường, Nguyễn Khắc Xương dịch), Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Phú Ấp (1994), Cơng nghệ hóa nhiệt luyện chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Phú Ấp (1995), Triển khai công nghệ thấm phủ đa nguyên tố để tăng tuổi thọ chi tiết, Viện Công nghệ – Bộ Công nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đăng Bình, Phan Quang Thế (2008), Kỹ thuật bề mặt ứng dụng, Hội thảo khoa học tồn quốc Cơng nghệ vật liệu bề mặt – Thái nguyên 2008, Tạp chí Khoa học & Công nghệ số (48) Tập trang 3-8 Lê Thị Chiều, Nguyễn Văn Tư (2007), Vai trò nhiệt luyện thấm nitơ đến tuổi thọ khuôn đùn ép nhơm SKD61, Tạp chí Cơng nghiệp số (kỳ 2), trang 44-26 Lê Công Dưỡng (chủ biên) (1996), Vật liệu học, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Vĩnh Giang, Hoàng Minh Thuận, Nguyễn Văn Chương, Đào Quang Kế, Hoàng Văn Châu, Lục Vân Thương (2010), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm nitơ plasma để thấm số khuôn kim loại, Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài/dự án mã số KC.02.14/06-10 – chương trình KHCN cấp nhà nước Nghiêm Hùng (1997), Sách tra cứu thép, gang thông dụng, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nghiêm Hùng (2002), Vật liệu học sở, Nxb Khoa học kỹ thuật 10 Đào Quang Kế, Hoàng Minh Thuận, Nguyễn Văn Nghĩa (2004), Nghiên cứu chế tạo thiết bị hồn thiện quy trình xử lý bề mặt nâng cao khả chống mòn chi tiết máy (trong phạm vi phịng thí nghiệm), Đề tài KH & CN cấp Trường, Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội, mã số T2004-04-84 11 Đào Quang Kế, Hoàng Minh Thuận, Nguyễn Văn Nghĩa, Nguyễn Văn Bản cxlvii (2006), Nghiên cứu thiết kế chế tạo lị thấm nitơ cỡ trung bình (300 mm) dùng cho hóa nhiệt luyện số chi tiết máy, Đề tài cấp Bộ GD&ĐT, mã số B2006-11-32 12 Phạm Văn Lang (1996), Đồng dạng mơ hình thứ ngun ứng dụng kỹ thuật Cơ điện Nông nghiệp, Nhà xuất nông nghiệp 13 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội 14 Nguyễn Văn Thái, Nguyễn Hữu Dũng, Phạm Quang Lộc, Bùi Chương, Nguyễn Anh Dũng (2006), Công nghệ Vật liệu, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 15 Hoàng Minh Thuận, Đào Quang Kế, Lục Vân Thương, Lương Văn Tiến, Phạm Thị Hằng (2008), Nghiên cứu mơ q trình thẩm thấu nitơ cho số hợp kim Fe-C dùng chế tạo số chi tiết máy, Đề tài cấp Bộ Công Thương, mã số 04.08RDBS 16 Lục Vân Thương, Hoàng Minh Thuận, Hoàng Văn Châu, Hoàng Minh Trường (2007), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm nitơ xung plasma nhiệt độ thấp chế tạo dụng cụ cắt gọt chi tiết máy Đề tài cấp Bộ Công Thương, mã số 94-07.RD 17 Đào Quang Triệu (1993), Phương pháp thực nghiệm cực trị vấn đề tối ưu nghiên cứu trình kỹ thuật phức tạp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 18 Đào Quang Triệu (1996), Phương pháp giải toán tối ưu tổng quát nghiên cứu trình kỹ thuật phức tạp với ứng dụng quy hoạch thực nghiệm vi tính, Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa học kỹ thuật Nông nghiệp 1986-1991, NXB Nông nghiệp 19 Nguyễn Minh Tuyển (2005), Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 20 Nguyễn Văn Tư (1999), Xử lý bề mặt, Nxb Đại học Bách khoa, Hà Nội 21 Nguyễn Văn Tư (2002), Ăn mòn bảo vệ vật liệu, Nxb Khoa học kỹ cxlviii thuật, Hà Nội 22 Nguyễn Doãn Ý (2007), Quy hoạch thực nghiệm, Nxb Khoa học Kỹ thuật 23 Nguyễn Doãn Ý (2009), Xử lý số liệu thực nghiệm kỹ thuật, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 24 Phạm Thị Ngọc Yến, Ngơ Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Nguyễn Thị Lan hương(2009), Cơ sở Matlap ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội II Tiếng Anh 25 Akca C (2009), The effects of nitriding time-temperature and composition of gas mixture on the mechanical properties of indexable inserts, Hradec and Moravici, METAL 2009 26 Ascanio G et al (1995), A method for measuring dimentional distortion in ion-nitritd steels, Instrumentation and Development Vol.3, No.5 27 Baranowska J (2008), Plasma nitriding and plasma immersion ion implantation, Szczecin University of Technology Koszalin 28 Bendo T et al (2011) Research Article Plasma Nitriding of Surface MoEnriched Sintered Iron, International Scholarly Research Network,ISRN Materials Science Volume 2011 29 Bogaerts A et al (2002), Gas Discharge Plasmas and Their Applications, Spectrochimeca Acta Part B 57 30 Brinke T (2006), Plasma-Assisted Surface Treatment, All rights reserved with sv corporate media GmbH, D-80992 Munich, Germany 31 Brinke T et al (2008), Environmental friendly surface coating technologies for the future, Sulzer Metco Service 32 Buchwalder A et al (2011), Plasma Nitriding of spray-formed al alloys, Ifhtse 19th Congress, Glasgow Scotland 33 Cabo A et al (2005), Wear Behaviour of Plasma Nitritd AISI 316L Autenitic Stainless Steel, 2nd International Conference, Riva del Garda, Italy 34 Calosso F (2005), Low-temperature nitriding of precipitation hardened cxlix corrosion resistant tool steels, 7th Tooling conference 35 Camps E et al (2005), Microwave ECR plasma nitriding of AISI 4140 steel, Superficies y Vacio 18(3), Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales 36 Capa M et al (2000), Life Enhancement of Hot – Forging Dies by Plasma Nitriding, Turk J Engin Environ Sci 24 37 Chang D Y et al (1999), Effect of plasma nitriding on the surface properties of the chromium diffusion coating layer in iron-base alloys, Surace and Coating Technology 116-199 38 Chung D Y et al (2001), A stydy on the erosion characteris of the micropulsed plasma nitriding barrel of a rifle, 19th International Symposium of Ballistics, Interlaken, Switzerland 39 Cwiek J (2009), Plasma nitriding as a prevention method against hydrogen degradation of steel, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering Vol.36 Isuuue 40 Darbellay J (2006), Gas Nitriding An Industrial Perspective, MSE 701, Seminar Department of Materials Science and Engineering, McMaster University 41 Delachaux T et al (2003), Nitriding of tetragonal zirconia in a high current d.c plasma source, Thin Solid Films Volume: 425, Issue: 1-2 42 Diaz-Guillen J C et al (2007), Effect of pulsed plasma nitriding temperature on microstructure properties of AISI 4304 stainless steel, Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnologia de Superficies y Materiales 43 Dimitrov V I et al (1998), Generalized Wagner’s diffusion model of surface modification of materials by plasma diffusion treatment, Appl Phys A, Vol 67, pp 183–192 44 Dimitrov V I et al (1999), Modeling of nitrit layer formation during plasma nitriding of iron, Comp Mat Sci., Vol 15, pp 22-34 45 Du H et al (1996), Theoretical treatment of nitriding and nitrocarburizing of iron, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol 27, pp 1073-1080 46 Easterday J R et al (2011), Liquid Nitrocarburizing, With A Post cl Process Enhancement, Nitromet division of kolene corporation 47 Eom J Y et al (2003), Experiments and modeling study on growth behavior of Cr-nitrits formed on electroplated hard Cr during ion-nitriding, J Mater Res., Vol 18, No 4, Apr 2003 © Materials Research Society 48 Figueroa C A et al (2005), Hydrogen etching mechanism in nitrogen implanted iron alloys studied with in situ photoemission electron spectroscopy (XPS), American Vacuum Society 49 Fraczek T et al (2009), Evaluation of plasma nitriding efficiency of titanium alloys for medical applications, Metabk 48(2) 50 Franco A R et al (2006), Influence of the Plasma Pre-nitriding Surface Treatment on Wear and Adhesion of PVD/TIM coating for the hot work tool steel AISI H13, 7th Tooling conference 51 Freiburg E et al (2006), Basics of Thermal Treatment and Hardening Technology, Handbook for Thermal Treatment 52 Freiburg E et al (2006), Basics of Thermal Treatment Technology, Handbook for Thermal Treatment 53 Gallo S C (2009), Active Screen Plasma Surface Engineering of Austenitic Steel for Enchanced Tribological and Corosion Properties, A thesis submitted to for the degree of Docter of Philosophy, The University of Birmingham 54 Gligorijevic R (2008), Inprovement surface properties of powder metal steel parts by plasma nitriding, Proceedings of the 7th International Conference, Coatings in Manufacturing Engineering 55 Goldman R S et al (1997), Nanometer-scale studies of nitrit/arsenide heterostructures produced by nitrogen plasma exposure of GaAs, Published in J Electron Mater 26, 1342 56 Gomez B J et al (2006), Influence of Ion Nitriding Process on the Properties of Zirconia Coating Deposited on Stainless Steel, Brazilian Journal of Physics, vol 36, no 3B 57 Hosseini S R et al (2006) Application of mathematical modelling and cli computer simulation in heat treatment and surface engineering Proc 7th Conf Heat Treatment and Surface Engineering, Iranian Society of Surf Sci & Tech., Isfahan, pp 1591-1601 58 Hosseini S R et al (2007), Calculation of compound layer thickness during nitriding process of pure iron, Proc 8th Conference Surface Engineering and Heat Treatment, Iranian Society of Surf Sci & Tech., Kerman, pp 562-570 59 Hosseini S R et al (2009) Accurate measurement and evaluation of the nitrogen depth profile in plasma nitritd iron Vacuum, Vol 83 pp 1174-1178 60 Hosseini S R et al (2010), Calculation and experimentation of the compund layer thickness in gas and plasma nitriding of iron, Iranian Journal of Science & Technology, Volume 34, Number B5 61 Hovarka D et al (2000), Microwave plasma nitriding of low-alloy steel, Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 62 Hirsch T K et al (2004), Residual stress-affected diffution during plasma nitriding of tool steels, Metalurgical and Materials Trasaction Vol.35A 63 Huchel U et al (2003), Pulsed Plasma Nitriding of Sintered Parts Production Experiences, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 64 Huchel U et al (2003), Short description of pulsed plasma nitriding, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 65 Huchel U et al (2005), Pulsed Plasma Nitriding of Tools, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 66 Huchel U (2005), Nitrieren und Nitrocarburieren, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 67 Hubbard P (2007), Characterisation of a Commercial Active Screen Plasma Nitriding System, A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the Department of Applied Physics, RMIT University, Australia 68 Jordan D (2010), Controlling compound (white) layer formation during vacuum gas nitriding, Solar Atmospheres Inc Souderton PA 69 Joshi V et al (2003), Investigating ion nitriding for the reduction of dissolution and soldering in die-casting shot sleeves, Surface and clii Coatings Technology 70 Kapczinski M P et al (2003), Surface Modification of Titanium by Plasma Nitriding, Materials Research, Vol 6, No 71 Karamis M B (1992), Some effects of the plasma nitriding process on layer properties, Thin Solid Film, 217 72 Keddam M (2007), Surface modification of the pure iron by the pulse plasma nitriding: Application of a kinetic model, Mat Sci and Eng A, Vol 462, pp 169-173 73 Krehl M (2000), Application of P/M Materials in Synchronizer-Rings, Sinterstahl GmbH, Hiebeler Strasse 4, 87629 Füssen, Germany 74 Kumar R et al (2011), Plasma nitriding of AISI 52100 ball bearing steel and effect of heat treatment on nitritd layer, Bull Mater Sci., Vol 34, No 1, Indian Academy of Sciences 75 Kong J H et al (2011), The study on the phase transformation of AISI D2 tool steel after high temperature gas nitriding and tempering, Ifhtse 19th Congress, Glasgow Scotland 76 Lee I S (2001), The Effects of Pre-Hrat Treetment Parameters on the Ion Nitriding of Tool Steel, Journal of Korean Society for Heat Treatment, Vol 14 No.1 77 Lee I S (2001), The Microstructures and Properties of Surface Layer on the Tool Steer Formed by Ion Nitriding, Journal of Korean Society for Heat Treatment, Vol 14 No.1 78 Lee S Y et al (1996), Duplex plasma suface treatment process on mild steel and high alleyed tool steel, Surface and Coatings Technology 79 Leppanen R et al (1999), Properties of Nitritd Components – A Result of the Material and the Nitriding Process, Ovako Steel, Technical Report 80 Lifang (1989), Matematical Model of Nitrogen Concentration Profile of Ion Nitritd Layers and Computer Simulation, Acta Metallurgica Sinica, Vol 81 Liapina T (2005), Phase transformations in interstitial Fe-N alloys, Dissertation an der Universität Stuttgart cliii 82 Linhart V et al (2011), The Effect of Ion Nitriding and Carbonitriding on Fretting Fatigue of Steels, World Academy of Science, Engineering and Technology 76 83 Maldzinski L et al (1999), New possibilities for controlling gas nitriding process by simulation of growth kinetics of nitrit layers, Surface Engineering, Vol 15, pp 377-384 84 Metin E et al (1987) Formation and growth of iron nitrits during ionnitriding Journal of Materials Science, Vol 22, pp 2783-2788 85 Ochoa E A et al (2004), The influence of the ion current density on plasma nitriding Process, Surface and Coating Technology 86 Oliveira R M et al (2009), Characteristics of Austenitic Stainless Steel Nitritd in a Hybrid Glow Discharge Plasma, Brazilian Journal of Physics, Vol 39, No 87 Oliveira S D et al (2002), On the  to γ’ nitrit transformation after plasma nitriding and aging a low carbon steel, Journal of Matarials Science Letters 21 88 Oliveira S D et al (2006), Simultaneous plasma nitriding and ageing treatments of precipitation hardenable plastic mould steel, Materials and Design 89 Onmus O (2003), Microstructural and mechanical characterization of nitrogen ion implanted and plasma injection mould steel, Master of Science, Institute of Technology Izmir, Turkey 90 Pinedo C E (2003), The use of selective plasma nitriding on piston rings for performance improvement, Materials and Design 24 91 Podgornik B et al (2001), Wear resistance of pulse plasma nitritd AISI 4140 and A355 steels, Materials Science and Engineering A315 92 Podgornik B et al (2001), Sliding and Pitting Wear Resistance of Plasma and Pulse Plasma Nitritd Steel, Surface Engineering Vol.17 No.4 93 Podgornik B et al (2003), Wear resistance of plasma and pulse plasma nitritd gears, Gear Technology 94 Pranas V et al (2007), Study of surfeace processes in plasma nitriding of cliv stainless steel at atmospheric and reduced pressu, Merial Research and Testing Laboratory, Plasma Processing Department 95 Pye D (2003), Practical NITRIDING and Ferritic Nitrocarburizing, ASM International, Practical Nitriding and Ferritic Nitrocarburizing 96 Qian J et al (1995), Cyclic deformation and fatigue behaviour of ion-nitritd steel, Int J Fatigue Vol.17 No.1 Elsevier Science Limited Printed in Great Britain 97 Rastkar A R et al (2001), Effect Of Plasma Nitriding On The Surface Of Gamma Based Titanium Aluminides, Laser-Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran 98 Rivera R et al (2008), Surface Hardening Utilizing High Density Plasma Nitriding on Stainless Steel Alloys, Phys Scr 2008 014011 99 Rolinski E (1987), Effect of Plasma Nitriding temperature on surface properties of austenitic stainless steel, Surface Engineering Vol.3, No.1 100 Rolinski E et al (2000), Kinetics of Plasma Nitriding and Renitriding of 3%CrMo-V Steel, Journal of Materials Engineering and Performance Vol.9 101 Rolinski E et al (2005), Negative Effects of Reactive Sputtering in an Industrial Plasma Nitriding, ASM International 102 Rolinski E et al (2006), Plasma nitridng automotive stamping dies, Heat Treating Progress No.6 103 Rolinski E et al (2007), Influence of nitriding mechanism on surface roughness of plasma and gas nitritd/nitrocarburazed gray cast iron, Heat Treating Progress 104 Shetty K et al (2008), Ion-nitriding of Maraging steel (250 Grade) for Aeronautical application, Journal of Phyaics: Conference Serues 100 105 Shoyama H et al (2006), Nitriding of a tool steel with an electron-beamexcited plasma, Journal of Vacuum Science and Technology Vol.24 106 Somers M A J et al (1995) Layer growth kinetics on gaseous nitriding of pure iron: Evaluation of diffusion coefficients for nitrogen in iron nitrits, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol 28, pp 57-74 107 Spalvins T (1989), Advances and Directions of Ion Nitriding/Carburizing, clv Prepared for the 2nd Internation Ion Nitriding/Carburizing Conference sponsored by American Society for Metals Cincinnati, 108 Spalvins T (1985), Frictional and structural characterization of ionnitritd low and high chromium steels, 12th International Conference on Metallurgical Coatings, Los Angeles California 109 Staia M H et al (2003), Tribological performance of plasma nitritd AISI 4140 Steel, Revista de la Facultad de Ingenieria de la U.C.V., Vol 18, N0 110 Stramke S et al (2002), Modern Prodution in Plasma Nitriding, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 111 Stramke S et al (2003), Pulsed Plasma Nitriding of Titanium and Titanium Alloys, ELTRO GmbH, Baesweiler, Germany 112 Sun Y et al (1997), A numerical model of plasma nitriding of low alloy steels, Mater Sci and Eng A, Vol 224, pp 33-47 113 Taherkhani F et al, (2010), Surface Characterization of Through Cage Plasma Nitriding on the Surface Properties of Low Alloy Steel, Transaction B: Mechanical Engineering Vol 17, No 4, Sharif University of Technology 114 Ueda M et al (2003), In-line nitrogen PIII/ion nitriding processing of metallic materials, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 206 115 Venturini L F R et al (2011), Differences on the Nitritd layer between classic active screen plasma nitriding winh a semispherical cathodic cage, Ifhtse 19th Congress, Glasgow Scotland 116 Visuttipitukul P et al (2006), Effect of Decarburization on Microstructure of DC-Plasma Nitritd H13 Tool Steel, Journal of Metals, Materials and Minerals Vol.16 No.2 pp.1-6 117 Wriedt H A et al (1997), The Fe-N (Iron–Nitrogen) system, Bull of Alloy Phase Diagrams, Vol 8, pp 355 118 Xu X L et al (1998), Microstrcture analysis of an ion-nitriding layer on a No.45 steel, Acta matallurgica sinica (English letters) Vol.11 No.3 119 Yagit K et al (2010), Plasma Nitriding Treatment of High Alloy Steel for Bearing Components, NTN Technical Review No.78 120 Yan M et al (2000), Numerical simulation of nitritd layer growth and nitrogen clvi distribution in -Fe2-3N, γ'-FeN and -Fe4 during pulse plasma nitriding of pure iron Modelling Simul Mater Sci Eng., Vol 8, pp 491-496 121 Yoon J.H et al (2003) Evaluation of surface properties and plasma nitriding behavior of B50A125E alloy for steam turbine valve, Abs 1141, 204th Meeting, © 2003 The Electrochemical Society, Inc Korea III Tiếng Nga tiếng Bulgaria: 122 Бучков A и др (1985), Йонно озотиране, София «Техника» 123 Лaxmuн Ю.M., B.П.Лeoнmьевa (1990), Mатериаловедение, Mосква «Mашиностроение» 124 Тошков В Ц и др (2009), Върху азотирането на суперсплав на кобалтова основа в нискотемпературна плазма, IX Международна конференция аванференция яатериали и обработки, Кранево – България IV Tiếng Tây Ban Nha 125 Balles A C (2004), Nitretaỗóo a plasma como meio alterntivo ou complementar oxidaỗóo negra na proteỗóo corrosóo aỗo de baixo teor de carbono, Pipe programa interdisciplinar de pos graduaỗóo em engenharia V Ting c 126 Greòmann T (2007), Fe-C and Fe-N compound layers: Growth kinetics and microstructure, Max-Planck-Institut für Metallforschung clvii PHỤ LỤC Kết phân tích Phụ lục Lập trình Pascal Phụ lục Quy hoạch thực nghiệm hàm Y1 - Độ cứng bề mặt Phụ lục Quy hoạch thực nghiệm hàm Y2 - Cường độ mài mòn Phụ lục Quy hoạch thực nghiệm hàm Y3 – Chiều dày lớp hợp chất Phụ lục Quy hoạch thực nghiệm hàm Y3 – Chiều dày vùng khuếch tán Phụ lục Tính toán hàm tối ưu tổng quát D Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm sản phẩm thực nghiệm Biên đánh giá sản phẩm ... vi nghiên cứu + Nghiên cứu số thông số công nghệ thấm nitơ plasma thiết bị thấm nitơ plasma nói trên; + Nghiên cứu chế thấm nitơ nói chung, chế hình thành lớp thấm nitơ plasma nói riêng; + Nghiên. .. thành công công nghệ Nitarid xxxii 1.2.3 Thấm nitơ plasma Hình 1.8 Quá trình thấm nitơ plasma Thấm nitơ plasma công nghệ thấm nitơ tiên tiến, đời phương án thay cơng nghệ thấm nitơ thể khí Thấm nitơ. .. đoan: Luận án ? ?Nghiên cứu lựa chọn số thông số công nghệ thấm nitơ plasma cho thép 40CrMo? ?? cơng trình nghiên cứu riêng Những số liệu, kết nêu luận án trung thực, khách quan chưa công bố công trình