Download
1 / 10
110 likes | 428 Views
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. Разработка технологии электроимпульсного плазменного спекания твердосплавных заготовок износостойкого инструмента для обработки вязких конструкционных материалов авиационного назначения. Нохрин Алексей Владимирович
E N D
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Разработка технологии электроимпульсного плазменного спекания твердосплавных заготовок износостойкого инструмента для обработки вязких конструкционных материалов авиационного назначения Нохрин Алексей Владимирович зав. лабораторией Научно-исследовательского физико-технического института Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского
ОАО «Комсомольск-на-Амуре объединенное авиационное предприятие им. Ю.А. Гагарина» (ОАО «КнААПО») • Потребности ОАО КНААПО в металлообрабатывающем твердосплавном инструменте для выполнения к 2018 году программы по боевым и гражданским самолетам: • около 100 тыс. штук/год монолитного осевого инструмента; • около 1 млн. штук/год сменных режущих пластин для корпусного инструмента. • Потребность в инструменте на единицу самолета: • более 12.5 тыс. единиц инструмента при производстве SSJ-100; • более 7.2 тыс. единиц инструмента при производстве Су-27. • Научно-технические проблемы • стоимость покупного (импортного) твердосплавного инструмента высока, а его износостойкость при обработке вязких титановых сплавов недостаточна. • неудовлетворительная стойкость отечественного твердосплавного инструмента при высокоскоростном резании титана .
Технология плазмохимического синтеза нанопорошков карбида вольфрама Нанопорошки (30-80 нм) карбида вольфрама и WC-Co, полученные методом плазмохимического синтеза на установке ИМЕТ РАН
Технология спекания нанопорошков – технология высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания под давлением (аналог «Spark Plasma Sintering») ЭИПС (аналог «Spark Plasma Sintering») Схематическое изображение процесса высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания Технология ЭИПС (в иностранной литературе «Spark Plasma Sintering») – нагрев образца и пресс-формы пропусканием последовательности миллисекундных импульсов постоянного электрического тока большой мощности Место процесса ЭИПС среди других технологий порошковой металлургии
Технология спекания нанопорошков – технология высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания под давлением (аналог «Spark Plasma Sintering») • Характеристики лабораторной установки «DR. SINTER model SPS-625 Spark Plasma Sintering System»: • ток до 5000 А, длительность импульса 3.3 мс • давление до 100 МПа; • скорость нагрева до 2500 оС/мин; • температура спекания до 2500 оС; • вакуум или инертный газ; • сверхпрецизионный дилатометр для контроля усадки в «он-лайн» режиме. Структура нанодисперсного твердого сплава WC-10%-1%VC, полученного методом ЭИКД
Технология спекания нанопорошков – технология высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания под давлением (аналог «Spark Plasma Sintering») Сравнительный анализ физико-механических свойств твердых сплавов WC-Co [1] Чувильдеев В.Н. и др. // ДАН, 2011, т. 436, №5, с. 623-626 [2] Baek E.R. a.o. // Proc. 16thPlansee Seminar, 2006, HM10, pp.277-286 [3] Jinfeng Zhao a.o. // Intern. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2009, v.27, iss.1, p.130-139 [4] Z. Zak Fang a.o. // Intern. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2009, v.27, iss.2, p.288-299 [5] Панов В.С. и др. Технология и свойства спеченных твердых сплавов. М.: МИСИС, 2004, 464 с. [6] Лаптев А.В. Твердые сплавы. В кн. «Неорганическое материаловедение». Т.2, кн.2. Киев: Наукова Думка, 2008, с. 379-392
Технология спекания нанопорошков – технология высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания под давлением (аналог «Spark Plasma Sintering») SPS -7.40MK-V Автоматизированная линия для «Spark Plasma Sintering» (проект «SPS SYNTEX INC.») SPS -9.40 Dr.SINTER ROBO Series
Рынок Основным потребителем продукции проекта является ОАО «КнААПО» (ОАО «Объединенная авиастроительная компания»). Потенциальные потребители - предприятия ГК «РОСАТОМ» в Нижегородской области (ОАО «ОКБМ Африкантов», ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», ФГУП «НИИИС» и др.); - Технопарки Росатом-Роснано - программа инновационного развития ГК «Росатом»; - Малое инновационное предприятие при ННГУ в соответствии с 217-ФЗ – налоговые льготы. Крупные машиностроительные предприятия Нижегородской области, активно использующие твердосплавный инструмент для обработки вязких конструкционных материалов авиационного назначения (ОАО «Русполимет», ОАО «Нижегородский завод Сокол», ОАО «Гидромаш», ОАО «Нормаль» и др.). Преимущества: более низкая стоимость (на 15-30%) по сравнению с традиционно используемым в настоящее время металлообрабатывающим инструментом импортного производства. Основные конкуренты: SandvikCoromant (Швеция), Iscar (Израиль), Kennametal-Hertel (США), Mitsubishi (Япония) и др.
Перспективы развития • Разработка технологии создания функционально-градиентных материалов на основе системы WC-Co: • сверхтвердая поверхность (обеденная кобальтом); • вязкая сердцевина. • Разработка технологии создания наноструктурного керамического инструмента (высокоскоростная чистовая и получистовая обработка) • композиционные керамики на основе оксида алюминия (до 600-800 оС); • композиционные керамики на основе нитрида кремния (до 1100-1350 оС); • композиционные керамики на основе карбонитрида титана (до 1500-1700 оС).
