Российские ученые совершили прорыв в совершенствовании металлических изделий

Саратов, 29 мая – РИА Новости. Группа исследователей из Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю. а. разработал технологию и оборудование для формирования композиционных структур на поверхности металлических изделий, что обеспечит их прочность, твердость и качество новых возможностей в эксплуатации. Результаты исследования, поддержанного грантом российского научного Фонда, опубликованные в журнале "журнал физики D: Прикладная Физика".

Одним из наиболее перспективных способов, чтобы сделать существующие продукты более износостойким является применение плазменной технологии для упрочнения поверхностного слоя. Это так называемый набрызг. Но этот метод имеет свои недостатки. Направленное изменение структуры этого слоя распространенных методов нанесения защитных пленок и твердых покрытий, как правило, происходит с малой скоростью. Кроме того, широкое распространение этих методов предотвращения коробления готового продукта с его много часов переработки и невозможность обрабатывать высокоточные изделия небольшого размера.

В статье представлены учеными способ СГТУ влияния этих недостатков нет. Авторы создали установку и уникальная технология, которая позволяет формировать в поверхностном слое химически стойкого покрытия.

Образуется в установку низкотемпературной плазмы СВЧ-газового разряда, который генерируется вокруг поверхности изделия при применении сверхвысокочастотного электромагнитного поля и статического электричества. Свойства разряда сильно зависят от знака и величины постоянный электрический потенциал, приложенный к продукту.

"Для геометрически сложных изделий, таких как резка и хирургических инструментов, шестеренок, пружин, подшипников, особенно работающих в экстремальных условиях, и альтернативы для нашего метода не существует, – говорит Борис Бржозовский, профессор кафедры "Технология машиностроения" СГТУ им. Юрий Гагарин – для внедрения цифровых технологий на станках с числовым программным усилить контроль надежности, точности и других показателей их эффективности более чем в 2 раза".

По мнению ученых, наноструктура формируется всего за 10-15 минут при уровнях мощности менее 100 Вт и при давлении в рабочей камере 2 миллиметра ртутного столба. Для сравнения, внедрение альтернативных методов в рабочей камере необходимо для создания сверхвысокого вакуума циклом обработки больше и требует значительных усилий.

В результате воздействия нового метода долговечность продукта увеличивается в 2-6 раз. Таким образом, хирургические иглы, что скучно после 20 проколы, результат обработки в возрасте от 40 проколов. Лечение различных металлических режущих инструментов, работающих в экстремальных условиях, т. е. при высоких нагрузках и температурах, обеспечен рост производительности труда в 6 раз за счет увеличения износостойкости в 2,5-3 раза. Специальный инструмент для ультразвуковой размерной обработки плату 45000 рублей было предусмотрено изготовление двух изделий. После лечения, количество выпускаемой продукции увеличилось до семи.

В дополнение к улучшенной износостойкостью эффект сопротивления плазмы обеспечивает повышенную коррозионную стойкость изделий, изготовленных из различных материалов, работающих в условиях действия различных агрессивных сред. В частности, материалы, используемые для изготовления медицинских изделий, повышает их устойчивость к коррозии в 9-12 раз.

Команда СГТУ по-прежнему сосредоточены на создании научно-технологического задела для синтеза наноструктур и нанопокрытий. По мнению ученых, это позволит решить многие прикладные задачи в различных отраслях деятельности: авиакосмическая, машиностроение, медицина и охрана окружающей среды. И полученные знания о процессах синтеза и функционирования наноструктурированных поверхностных слоев поможет сократить сроки вывода продукции на рынок нанотехнологий.

Категория: Автотехнический раздел