Режущие инструменты и детали машин, которые используют в машиностроении и медицине, авиационной, химической и инструментальной отраслях промышленности, находятся под действием растущих нагрузок. Они могут приводить к износу и коррозии изделий. Предприятия заинтересованы в том, чтобы они служили дольше. Ученые Пермского Политеха нашли способ повысить их прочность и стойкость к износу. Они усовершенствовали способ нанесения на режущие инструменты и детали машин упрочняющих и защитных многослойных нанопокрытий. В разработке также приняли участие исследователи из Поволжского государственного технологического университета. Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Ученые зарегистрировали 4 патента на разработку. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ.

При нанесении на покрытии могут образоваться дефекты. Микрокапли, неоднородности, трещины и поры ухудшают износостойкость поверхности изделий и приводят к выходу режущего инструмента и деталей машин из строя.

– Сегодня к защитным покрытиям для деталей и инструментов предъявляют высокие требования. Они должны обладать стабильной структурой, составом и свойствами, а также не окисляться. Кроме того, при резке важно сохранять невысокую температуру, не допуская перегрева материала инструмента, чтобы он не изнашивался при нагрузках и на нем не появлялись наросты, – рассказывает руководитель проекта, профессор, ведущий научный сотрудник кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Анна Каменева.

Ученые впервые исследовали одновременные процессы испарения металлов и нанесения покрытий при различных параметрах. Это позволило им выявить наиболее эффективные режимы их нанесения и получить более прочные и стойкие к износу режущие инструменты и детали машин.

– На тестовые образцы из быстрорежущей, конструкционной легированной и углеродистой стали мы нанесли тонкие покрытия на основе нитридов титана с алюминием при различных режимах. Для этого мы использовали метод импульсного магнетронного распыления. Затем мы оценили их свойства и установили оптимальную технологию получения многослойных нанопокрытий из нитрида титана с алюминием с высокими механическими и трибологическими характеристиками, – объясняет ученый.

Износостойкие свойства полученных нанопокрытий сопоставимы с импортными аналогами, подчеркивают разработчики. Использование отечественного вакуумного оборудования, в том числе и вакуумных установок ООО «Научно-производственного центра «Поиск-ВОЛГАТЕХ», позволит производить более прочные режущие инструменты и детали машин для российского производства.

Технологию можно использовать в машиностроении и медицине, авиационной, химической, инструментальной и других отраслях промышленности. Она также перспективна для внедрения в ремонтном производстве, считают разработчики.

Поддержать редакцию