Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета создали технологию, которая даст возможность сохранить дорогостоящее оборудование для обработки биметаллических материалов.
С помощью данной разработки можно будет рассчитать наиболее эффективные режимы и скорость обработки, выбрать оптимальные инструменты. Ее можно внедрить в авиационной, нефтегазовой и других сферах промышленности.
На данный момент в этих отраслях применяют биметаллические материалы, которые включают в себя два и более металлов или сплавов. Изделия из них обладают высокой прочностью, стойкостью к износу и коррозии. Но при их обработке часто возникают дефекты, а инструменты быстро изнашиваются.
По словам руководителя проекта, заместителя заведующего кафедрой «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха Тимура Абляза, биметаллические материалы позволяют добиться того, что детали могут работать в агрессивных средах, при высокой температуре и давлении, они более прочны и противостоят коррозии. Но при их обработке возникают сложности из-за того, что металлы в составе композита различаются по структуре и свойствам. Это приводит к изнашиванию режущих лезвий инструментов и снижению качества изделий.
Некоторые биметаллы обладают большей прочностью, чем режущий инструмент, поэтому для создания изделий из них чаще всего применяют копировально-прошивную электроэрозионную обработку. Ученые Пермского Политеха определили оптимальные условия, при которых удается добиться наиболее точных результатов.
Совместно с коллегами из Тульского университета исследователи разработали математическую модель и провели серию экспериментов, обрабатывая материал со стальной основой и медным покрытием. Для этого они задействовали копировально-прошивной электроэрозионный станок с числовым программным управлением. Заготовки ученые обрабатывали в разных режимах с помощью различных электродов-инструментов: графитового, медного и композитного.
«Мы установили, что инструмент менее всего изнашивается в случае использования композитного материала при минимальном режиме. Он позволяет обеспечить однородность обработки. При применении графитового композита происходит разложение его поверхностного слоя. В пространстве между металлами появляются заряженные частицы углерода, которые притягиваются обратно к инструменту. Это позволяет предотвратить его разрушение и обеспечить высокую производительность обработки», – отметил один из разработчиков, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха Евгений Шлыков.
По материалам министерства науки и высшего образования России
