3 марта 2023 Сделано в Пензе
21435

Пензенские ученые разработали технологию производства порошка из тугоплавких и тяжелых сплавов

Прорывное открытие поможет производить отечественные высококачественные металлорежущие инструменты.


Фото: ПГУ.

Уникальная технология производства порошка из тугоплавких и тяжелых сплавов на основе вольфрама и карбида вольфрама со сферическими частицами разработана в Пензе для отрасли промышленности. На изобретение уже получены патенты.

Работа ведется над созданием полного цикла производства металлорежущего инструмента. Он востребован на предприятиях машиностроения, оборонно-промышленного комплекса, военной и аэрокосмической промышленностей, приборостроения. Разработкой уже заинтересовались ведущие компании России.

Ученые Пензенского государственного университета пояснили, что пока в стране нет металлорежущего инструмента, способного в полной мере конкурировать с зарубежными аналогами. Проблема в отсутствии технологии получения порошков со сферическими частицами. Именно с их помощью изготавливают инструмент, например, в Китае, США и других странах. В России для этих целей используют размольный порошок с оскольчатой формой.

Такое сырье не позволяет выпустить металлорежущий инструмент с высокими качественными характеристиками. Оскольчатая «мука» спекается произвольно – страдает конечный продукт. Сферическая форма позволяет частицам спекаться плотнее.

Пензенские изобретали предложили простое и оригинальное решение. Первичное сырье (тяжелые сплавы на основе карбида вольфрама и жаропрочная сталь) помещается в электрическую дугу, где формируется плазменный канал с температурой до 12 тысяч градусов Цельсия. Материал, попадая в этот канал, расплавляется. Затем расплав распыляется при помощи центробежных сил. На выходе получается порошок со сферическими частицами – необходимое сырье для изготовления высококачественного металлорежущего инструмента. Самая большая сложность – определить режимы дуги и удержать их. Необходимо задавать четко определенные параметры тока, напряжения и очень точно регулировать скорости вращения и сближения электродов.

«Необходимо «порвать» расплав и получить очень мелкие частицы. Крупные получаются легко, мелкие даются сложнее. И это нам удается», – отметил руководитель проекта, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения» ПГУ Александр Зверовщиков.

По его словам, ноу-хау пензенских ученых позволит развивать PIM-технологии. Получать металлические или керамические изделия сложного профиля с минимальным количеством отходов материала (1–2%) станет намного проще.

Реализация проекта стала возможной благодаря поддержке Минобрнауки России: на грантовые средства оборудована специальная лаборатория. В вузе был изготовлен стенд, аналогов которому нет в России. Стенд представляет собой компактный реактор, пригодный для встраивания в рабочую зону серийно выпускаемого основного оборудования.