Методом электроакустического напыления ученые получили не имеющий кристаллической решетки маслоудерживающий слой аморфного материала из вольфрамокобальтовых соединений толщиной 6-8 микрон, который обеспечивает микротвердость в 12 000 МПа. Такие свойства напыления позволят изделиям выдерживать высокие ударные нагрузки и абразивную обработку.
Уникальный процесс электроакустического напыления был разработан в лаборатории «Ультразвуковые процессы и технологии» ДГТУ. Мы создали станцию электроакустического напыления с магнитострикционным излучателем и ультразвуковым волноводом, трансформирующим сложное акустическое поле.
По словам разработчиков, во время технологического процесса напыления основная масса электрода находится в квазижидкой фазе и переносится на токопроводящую подложку, после чего производится удар со сдвигом по поверхности упрочняемого изделия, что обеспечивает интеграцию материала напыления в кристаллическую решетку основы изделия. Технология обеспечивает прочное сцепление покрытия с подложкой.
Ультразвук обладает высокой способностью диспергировать элементы, которые в обычных условиях не перемешиваются между собой, например, масло и вода. В результате же действия ультразвука вольфрамокобальтовые соединения перемешиваются между собой, что невозможно осуществить в обычных условиях. На поверхность материала – режущую кромку – наносится слой, который имеет высокую температуру плавления и повышенную износостойкость. Кроме того, сверхбыстрые температуры остывания не дают возможности материалу разойтись подобно маслу и воде. В итоге мы получаем карбиды, карбонитриды и интерметаллид – вещество, обладающее уникальными свойствами.
По словам исследователей, компания-заказчик «Уральская сталь» (г. Новотроицк) обратилась в ДГТУ с запросом о разработке специального покрытия ножей собственного производства, предназначенных для резки металлических листов при температуре 800 C0. Вес одного лезвия составляет от 40 до 75 кг, стоимость ножа колеблется от 50 000 до 450 000 руб. в зависимости от материала изготовления изделий.
Кромкорежущие ножи индустриальной компании часто выходили из строя, что приводило к переналадке оборудования и простою предприятия. Неоспоримый факт – чем реже осуществляется остановка производства, тем выше производительность, экономическая эффективность и ниже себестоимость выпускаемой продукции. По окончании первого эксперимента ресурс работы изделий увеличился в 4 раза. Вторая партия была покрыта специальным износостойким покрытием, которое позволило увеличить сроки работы в 10 раз и сократить период простоя стана на 2 месяца.
Сейчас ученые ДГТУ планируют разработать мобильную установку, которая позволит осуществлять обработку изделий непосредственно на предприятии заказчика, что поможет избежать трудоемкую и затратную перевозку ножей, учитывая большие расстояния и различные метеоусловия между заказчиком и исполнителем.
Также сотрудники ДГТУ осуществляли ряд работ для компании «Роствертол» по упрочнению пуансонов. Научному коллективу опорного вуза донского региона удалось продлить срок работы изделий с 40 до 50 циклов. Пока что конечный ресурс пуансонов не определен, так как после проведенной работы изделия находятся в идеальном состоянии.
Кроме того, ученые планируют создание дополнительных установок для тел вращения, формообразующего инструмента и оправок.
Пуансон – основной элемент пресс-формы, который расположен на ее подвижной части. Он предназначен для передачи давления на материал. Пуансон формирует внутреннюю часть детали.
