|
|
Технология электронно-лучевой порошковой металлургии
|
Установки для технологии ЭЛПМ
созданы на базе электронно-лучевых плазменных пушек, которые имеют
больший срок службы на два порядка по сравнению с термокатодными
пушками, работают при форвакууме (5-10-3 мм. рт. ст.) и в химически активных средах.
Новизна
технологии ЭЛПМ заключается в том, что впервые удалось реализовать
одновременно процессы порошковой металлургии и классической
микрометаллургии в электронном луче непосредственно на детали.
Благодаря высокой плотности мощности в луче (104ё105 Вт/см2),
возможности оперативного управления энергетическими характеристиками
луча и малому объему расплавленной ванны (10ё20 мм3) появляется
возможность управлять этими процессами, изменяя нужным образом не
только интегральную температуру ванны, но и скорость ее нагрева и
охлаждения в широких пределах. Более того, при использовании
термореагирующих порошковых смесей можно реализовать
самораспространяющийся синтез, инициированный электронным лучом в
микрообъеме, и процесс жидкофазного спекания с использованием
продуктов синтеза. Все это делает технологию ЭЛПМ универсальной, как в
плане многообразия функциональных свойств порошковых покрытий, так и в
плане нанесения покрытий любой толщины, включая слоистые и градиентные,
на детали из любых сплавов и любой геометрии.
Предлагаемый
метод электронно-лучевой технологии нанесения износостойких покрытий с
применением интерметаллидов, оксидов, карбидов, нитридов, сложных
комплексных соединений (оксикарбонитридов) и композиционных порошков
превосходит традиционные методы по качеству покрытий. Создание
качественных покрытий с высоким комплексом физико-механических
характеристик обусловлено технологическими особенностями, присущими
только данной технологии:
сочетанием
таких факторов, как сильно возбужденное состояние электрон-ной
подсистемы наносимых композиций под действием электронного пучка, в том
числе тугоплавких соединений, и сверхбыстрая кристаллизация из жидкого
состояния, что позволяет сформировать целую гамму неравновесных фаз с
нанокристаллической структурой, которые образуются и сохраняются в
наносимом покрытии;
возможностью в процессе нанесения
покрытий создавать объемно-упрочненные покрытия на основе тугоплавких
соединений с металлической матрицей (материалы будущего), покрытия на
основе керамических и интерметаллических материалов и их композиций.
|
Технические параметры:
Давление в рабочей камере 5*10-1 Па
Ускоряющее напряжение до 30 кВ
Мощность электронного пучка 1 - 3,5 кВт
Установочная мощность 8 кВт
Коэффициент использования порошка, 100%
Скорость наплавки 6 - 10 г/мин
Длина наплавленных деталей до 800 мм
|
Технология
ЭЛПМ позволяет получать новые градиентные электроконтактные покрытия
произвольной толщины, целенаправленно и в широких пределах менять их
химический состав, структуру и основные служебные свойства: твердость,
износостойкость, термостойкость и т.д. При ЭЛПМ достигаются:
рафинирование материала покрытия от легколетучих примесей;
измельчение структуры покрытия за счет быстрой кристаллизации жидкометаллической ванны;
полная утилизация наплавляемого порошка;
минимальные поводки и коробления наплавляемой детали;
минимальная пористость покрытий (< 0,5%);
большая толщина покрытий (до 20 мм);
предлагаемая технология экологически безопасна.
автотракторная техника (коленвалы,
распредвалы, клапаны, поршни, толкатели, зубья ковшей экскаваторов,
отвалы бульдозеров и др.);
металлургия (фурмы, кристаллизаторы, валки горячей и холодной прокатки, торцевые уплотнения);
энергетика (электроды высоковольтных выключателей, лопатки паровых и газовых турбин, запорная арматура);
горнодобывающая техника (бурильный инструмент, валы, штоки, втулки, рабочие органы дробильного оборудования);
нефтегазодобывающая (запорная арматура, защитные рубашки термопар);
железнодорожный и судоходный транспорт;
машиностроение;
авиа и ракетостроение.
Изготовление опытных установок и начальная стадия производства деталей
с защитными покрытиями для нужд предприятий машиностроения и
металлургии.
Патенты выданы в РФ: №2118243, 17.12.93г.; №2156321, 20.09.00 г.
Заявки
поданы, но патенты пока не получены в РФ: №99-0036, 04.10.99г;
№99101970, 02.02.99г; №200010, 30.03.2000г.; №2001113837/02(014473),
31.05.2001 г.; 2001114090/28(014680), 22.05.2001 г.; и в странах ЕС,
США, Японии, Корее и др. RCT/RU 00/00486, 30.03.2000 г.
Инвестиционный договор для коммерциализации разработки (организация
производства); лицензионное соглашение; договор на изготовление и
поставку продукции.
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. 634021, г. Томск, просп. Академический, 2/1.
Телефоны: (8-382-2)49-18-81, Факс: (8-382-2)49-25-76.
e-mail:root@ispms.tomsk.ru
| 
