Профессор МИЭМ представил метод легирования металлических поверхностей при помощи минеральных пород
Геннадий Германович Бондаренко являлся также председателем оргкомитета конференции, которая проходила с 27 по 29 ноября и была посвящена созданию и применению защитных покрытий для повышения работоспособности металлических материалов и изделий. Организаторы конференции – Фонд «Сколково» и администрация Калужской области.
В конференции участвовали представители различных научных и образовательных учреждений, промышленных организаций и компаний России, Белоруссии, Казахстана, Сирии, Германии: российско-немецкая компания «ФЭСТО», ООО «Бенд-инжиниринг», ООО «ГЕВИТ», строительная компания «ПИК», ООО «ВНК-Инвест», ООО «Силмашкомплекс», Тверской механический завод, «Стройсвязьмонтаж», «СЭЗ-Могилев», «Осколцемент», ООО «Завод запасных частей», Москва, ООО АВМ ГРУПП, Инжиниринговый центр «Авиационные приводы», завод «ЖБК-1», г. Белгород, НПЦ «Технологии минеральных покрытий», МГТУ им. Н.Э.Баумана и другие.
Программа конференции включала в себя устные доклады участников, проведение круглого стола для обсуждения масштабов использования покрытий и возникающих проблем, а также выставку продукции, где были представлены различные узлы, детали и механизмы из металлических материалов с нанесенными защитными покрытиями, продемонстрировавшие высокие эксплуатационные характеристики.
О современном применении защитных покрытий
На конференции отмечалось, что применение традиционных методов повышения физико-химических свойств материалов за счет их сложного легирования в настоящее время в большой степени ограничено по причине дефицитности ряда легирующих элементов.
«В то же время, - рассказал Геннадий Бондаренко, - актуальной задачей является создание конструкционных материалов, обладающих повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью, высокой прочностью, твердостью, усталостной выносливостью. Очевидно, что упрочнение поверхностного слоя массивной детали является прогрессивным направлением в технологии машиностроения, так как позволяет экономить дорогостоящие легированные стали, цветные металлы и другие дефицитные материалы, повышать ресурс и надежность механизмов, снижать энергоемкость производства, успешно решать проблему восстановительного ремонта в целях повторного использования изношенных деталей».
Методы повышения работоспособности конструкционных материалов путем нанесения эффективных покрытий имеют сегодня широкое применение в мировой практике. В результате таких технологических операций мы имеем дело уже с новыми материалами композиционного типа, в которых могут оптимально сочетаться свойства поверхностного слоя (высокие значения твердости, термостойкости, коррозионной стойкости и многие другие) и свойства, проявляющиеся в объеме тела обрабатываемого материала (прочность, ударная вязкость, трещиностойкость и другие).
В настоящее время используются различные виды покрытий и различные способы их нанесения. Каждый из них имеет ряд неоспоримых достоинств, но в тоже время у каждого есть и свои недостатки.
В докладах конференции были представлены следующие методы:
- диффузионное насыщение, в частности химико-термические способы нанесения;
- термомеханические способы плазменного и детонационного напыления;
- метод химического осаждения из газовой фазы;
- электроискровое легирование как один из наиболее перспективных электрофизикохимических методов.
О методе минеральных покрытий
Как убедительно представлено на конференции, одним из наиболее перспективных направлений поверхностного упрочнения материалов является нанесение минеральных покрытий на поверхности металлической детали.
Основа технологии была заложена на Калужском турбинном заводе (АО «КТЗ») в начале нулевых годов; базовая технология минеральных покрытий для повышения износостойкости деталей из металла была создана в России (в НПО «Геоэнергетика», г.Калуга) в период с 2009 по 2013 годы. Научные исследования процессов, возникающих при легировании металлов ультрадисперсными частицами минералов горных пород, с 2013 года проводятся сотрудниками «НПО «Геоэнергетика» совместно со специалистами-материаловедами из МИЭМ НИУ ВШЭ.
Минеральные покрытия осуществляют защиту от изнашивания металлических деталей эксплуатируемых механических систем различного назначения, в том числе работающих в условиях агрессивной среды, повышают их ресурс, снижают энергопотребление за счёт снижения механических потерь в машинах и механизмах.
Параметры создаваемых покрытий уникальны, потому что технология минеральных покрытий обладает рядом очевидных преимуществ:
- отсутствие принципиальных ограничений по массогабаритным характеристикам;
- устойчивость к термоциклическим нагрузкам;
- устойчивость к различным агрессивным средам - морской воде, соляному туману, абразивной пыли;
- доступность: технология не требует специальных ванн, печей, вакуумных камер и специальных условий;
- возможность сохранять геометрию обрабатываемых деталей;
- возможность нанесения покрытий на детали сложной формы и конфигурации;
- в процессе нанесения покрытия не происходит перегрев детали, что исключает поводки;
- после нанесения покрытия отсутствует налипание и отслаивание;
- минеральное покрытие является финишной операцией, не требующей изменения чертежей;
- экологическая чистота, отсутствие вредных воздействий на здоровье человека и состояние окружающей среды.
Как было показано в докладе, посвященном использованию данной технологии (авторы Кислов С.В., Сказочкин А.В., Бондаренко Г.Г.), минеральные покрытия увеличивают износостойкость деталей из стали, цветных металлов от 3 до 10 раз (до 50 раз в зависимости от пары трения) при работе в агрессивной среде, эффективно уменьшают трение деталей. В докладе было продемонстрировано использование технологии минеральных покрытий в нефтегазодобывающем и строительном оборудовании, энергетике, металлургии.
Конференция отличалась актуальностью докладов, их практической внедренческой направленностью, высокой степенью организации мероприятия. Предполагается проводить данную конференцию регулярно.