Раздел 8. Промышленное производство, материалы и транспорт

8.46 Технологии и оборудование для нанесения защитных, износостойких покрытий газотермическими методами: 1. гиперзвуковая металлизация (оборудование и технологии)

Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

ГНУ «Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси»
220072, г. Минск, ул. Академическая, 12
Тел./факс: +375 (17) 210-07-49; Веб-сайт: http://oim.by

Аннотация проекта

—

Описание проекта

Разработанные технология и оборудование гиперзвуковой металлизации (ГМ) позволяют наносить на детали износостойкие покрытия с повышенной прочностью сцепления, выдерживающие высокие контактные нагрузки при ударном нагружении. Гиперзвуковая металлизация объединяет преимущества известных методов нанесения покрытий – электродуговой металлизации и высокоскоростного газопламенного напыления. Отличительной особенностью установки для ГМ является наличие малогабаритной высокоэффективной камеры сгорания пропано-воздушной смеси. Продукты сгорания образуют на выходе из сопла сверхзвуковую струю со скоростью свыше 1500 м/с при 2200 К (рисунок 1).

Рис. 1 – ГМ-аппарат с малогабаритной камерой сгорания.
Нанесение покрытий распылением стальных проволок

Технические характеристики:
диаметр применяемой проволоки – 1,5…2,2 мм; максимальный рабочий ток - 380 А; расход воздуха - 60 м³/ч; расход пропан-бутана – 0,09 кг/ч; габариты – 290×255×75 мм; масса аппарата – 3,1 кг; производительность при проволоке диаметром 2 мм, кг/ч: по стали – 18,4, по алюминию – 6,5, по цинку – 16,8. для ГМ могут использоваться проволоки из различных металлов - цинк, алюминий, бронза, медь, сталь, нихром - и их сочетание, а также порошковые проволоки.
Достоинства установки ГМ
- снижается окисление напыляемого материала и выгорание легирующих элементов;
- высокая скорость частиц напыляемого материала (до 500 м/с);
- угол раскрытия струи не превышает 10 градусов, при этом коэффициент использования материала увеличивается до 0,85;
- пористость стальных покрытий 2-4 %, плотность покрытий из алюминиевых сплавов приближается к плотности литого металла.
В состав установки входит метализационный аппарат, пульт управления и блок коммутации. В качестве источника питания хорошо зарекомендовал себя типовой сварочный источник с жесткой характеристикой ВДУ – 506 (рисунок 2).

Рис. 2 – Комплект установки ГМ с источником питания ВДГ - 401

Процесс и оборудование для гиперзвуковой металлизации используются для (рисунок 3):
- восстановления – упрочнения изношенных цилиндрических поверхностей (шейки валов и осей, работающих в паре с подшипниками качения и скольжения, тормозные барабаны);
- восстановления – упрочнения плоских деталей (направляющие, фрикционные диски);
- защиты от коррозии деталей, элементов конструкций и сооружений;
- изготовления биметаллических "сталь - бронза" поршней вместо цельнобронзовых.

Рис. 3 – Процесс нанесения покрытий и детали с покрытиями

Тип технологии

Технические и экономические преимущества

Технологический процесс позволяет экономить 15 - 20% металла, расходуемого на ремонт деталей автотракторной техники, снизить себестоимость ремонта на 5 - 10%, сократить на 20 – 30% объемы закупок за рубежом дорогостоящих новых деталей автотракторной техники, продлив сроки эксплуатации деталей с защитными покрытиями в 1,8 – 3,5 раза за счет неоднократного их восстановления при проведении плановых ремонтов.

Инновационные аспекты предложения

—

Где была представлена технология

Технологии и оборудовании для гиперзвуковой металлизации были представлены в 2007 году на выставках «MILEX-2007» (г. Минск) и «Автотехэкспо-2007» (г. Минск).

Ключевые слова

—

Текущая стадия развития

• Экспериментальный образец
• Имеются результаты экспериментальных исследований

Статус прав интеллектуальной собственности

• Патент получен
• Подана заявка на патент
• Точные сведения о патентованных правах:
  Патенты РБ № 4365, № 4731;
  Положительное решение на выдачу патента по заявкам на изобретение № а 20030256, № а 20060803

Область применения технологии

Общее и сельскохозяйственное машиностроение, транспорт, металлургия, оборудование для транспортировки и переработки нефти и газа.

Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC

• Промышленное производство, материалы и транспорт

Предпочитаемые регионы

Практический опыт

В Институте имеется практический опыт по внедрению технологии ГМ на предприятиях различных отраслей.

Влияние на окружающую среду

Не оказывает.

Предлагаемые формы сотрудничества

• Лицензирование
• Другое:
  Договора на разработку технологических процессов упрочнения – восстановления методом ГМ, поставку оборудования, обучение специалистов.

Условия и ограничения при передаче технологии

—

Поддержка, предоставляемая при передаче технологии