Отечественные материалы для литья превзойдут импортные аналоги
Специалисты томской компании «Передовые порошковые технологии» разрабатывают материалы для литья сложных металлических деталей по технологии PIM (Powder Injection Molding). Они не только смогут заменить импортные, но и превосходят их по технологическим и экономическим параметрам.
– Обычно при производстве сложных изделий из металла вырезается сначала одна часть, потом другая, что-то фрезеруется, сверлится, нарезается резьба. Когда таких деталей надо, например, тысячу, возникают очевидные сложности… PIM-технологии — это литье из мелкодисперсных смесей металлов и полимеров, когда по одной форме, изготовленной традиционным способом, можно сделать хоть десять тысяч деталей, — рассказывает научный руководитель проекта компании «Передовые порошковые технологии» Марат Лернер.
В качестве материала в PIM используют фидстоки — гранулы, состоящие из порошка металлов и связующего полимера. Их расплавляют, затем металлическое «тесто» заливают в форму и охлаждают, получая изделие нужной конфигурации.
– В России фидстоки не выпускают — используют импортные, хотя после введения санкционных ограничений некоторые компании пробуют воспроизвести зарубежные материалы. Мы же разрабатываем не замещающую, а собственную технологию, которая поможет упростить и удешевить процесс, — говорит руководитель томского проекта.
Он пояснил, что обычно фидстоки содержат металлические частицы размером 10–20 микрометров и каркасообразующие полимеры, которые удаляются только при нагревании до достаточно высоких температур — порядка 500 градусов по Цельсию. Томские разработчики предлагают добавить в порошок наночастицы, благодаря чему смесь будет спекаться уже при 180-200 градусах, и от части полимеров можно будет отказаться.
– Между микронными частицами есть пустота, а нанопорошок существенно меньше, он заполнит пробелы и снизит пористость изделия, повысит его прочность. Это также заметно удешевит процесс, — объясняет Марат Лернер.
Кроме того, в стандартной технологии порошок для фидстоков получают из готового сплава, например, частицы нержавеющей стали, кроме железа, содержит другие компоненты — хром, никель, медь, алюминий. Томичи получают порошок низкоуглеродистой стали и к нему добавляют наночастицы элементов, необходимых для придания сплаву заданных свойств.
– Таким образом, мы можем проектировать и конструировать материалы под конкретную задачу, а также создавать новые композиты, – комментирует ученый.
Детали из порошковых материалов применяются в автомобилестроении, станкостроении, при производстве магнитов, в текстильной промышленности, при изготовлении часов, фарфора, в медицине и стоматологии. Для Роскосмоса, авиации, оборонных предприятий в компании «Передовые порошковые технологии» работают над специальными смесями с добавлением наночастиц титана, вольфрама и других металлов с особыми свойствами.
Разработку компания ведет совместно с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН и Сибирским физико-техническим институтом Томского государственного университета. Начать производство продукта планируется в течение двух лет. Проект поддержан Фондом содействия инновациям по конкурсу «Развитие-НТИ» по направлению TachNet в размере 10 миллионов рублей.
