На кафедре "Технологии и оборудование машиностроения" готовы предложить промышленности России уникальную технологию производства порошка из тугоплавких и тяжелых сплавов на основе вольфрама и карбида вольфрама. Прорывное открытие поможет производить в нашей стране собственные высококачественные металлорежущие инструменты. Об этом рассказала газета «КомерсантЪ».

Ученые ПГУ работают над созданием полного цикла производства металлорежущего инструмента. Такого рода инструмент необходим для функционирования предприятий машиностроения, оборонно-промышленного комплекса, военной и аэрокосмической промышленностей, приборостроения.

В настоящее время в России не существует металлорежущего инструмента, конкурентоспособного зарубежным аналогам. 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.

Ученые из Пензенского госуниверситета 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, доцент, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения» Александр Зверовщиков.

К тому же, ноу-хау пензенских ученых позволит развивать PIM-технологии, недавно пришедшие на вооружение в нашу страну. Получать металлические или керамические изделия сложного профиля с минимальным количеством отходов материала (1–2 %) станет намного проще.

У порошка со сферической формой размеры частиц варьируются от 2 до 5 микрометров. Это позволяет применять их в самых разных областях, например, при создании конструкционных изделий (подшипники скольжения, высоконагруженные детали, узлы и так далее).

Открытие исследователей из ПГУ не только прорывное, но и экономичное. Для получения порошка требуется минимальное технологическое оснащение. На грантовые средства Министерства науки и высшего образования РФ в вузе изготовлен стенд, аналогов которому нет в России. Стенд представляет собой компактный реактор, пригодный для встраивания в рабочую зону серийно выпускаемого основного оборудования.

Полученные исследовательские партии порошка сейчас проходят исследование в Донском государственном техническом университете. Как нам рассказал Александр Зверовщиков, на опытные испытания направлено пять образцов.

Сейчас научный коллектив Пензенского государственного университета трудится над разработкой технологии получения порошков со сферическими частицами. Разработкой заинтересована компания по производству изделий из твердых сплавов «СТМ Технолоджи» и ведущее российское предприятие в этой области ООО «Вириал».

Научный коллектив подал две заявки: в РНФ и в РАН. Исследования продолжаются.