Омские ученые улучшили свойства безвольфрамовых сплавов

Этот метод значительно увеличил износостойкость сплава. По словам старшего преподавателя кафедры "Материаловедение и технологии материалов" ОмГТУ Артема Бадамшина, порошковый твердый сплав применяется для создания металлорежущих пластин и коронок буровых инструментов, которые подвергаются высоким нагрузкам в процессе эксплуатации. Они испытывают высокие температуры, ударные нагрузки и другие воздействия. Обычно для производства таких сплавов используется вольфрам, который в России считается дорогостоящим и дефицитным элементом.

В области разработки твердых сплавов на основе титана появилась новая перспективная технология. Аналоги вольфрамовых сплавов - безвольфрамовые сплавы на основе титана - представляют собой более доступную альтернативу. Однако их характеристики существенно уступают сплавам с вольфрамом.

Ученый сообщил о разработке методики ионного облучения для улучшения свойств безвольфрамовых твердых сплавов. Этот подход позволил значительно повысить износостойкость материала при трении, почти в три раза. "Полученный состав стал не только более экономичным, но и гораздо более конкурентоспособным", - подчеркнул ученый.

Вольфрамовые твердые сплавы долгое время считались стандартом качества в индустрии из-за своих уникальных свойств. Однако новые исследования и разработки открывают возможности для создания более доступных и эффективных аналогов на основе титана.

Исследования показали, что при облучении сплава мощным ионным пучком с энергией около 250 кэВ и длительностью в наносекундах происходит расплавление поверхности, за которым следует мгновенная кристаллизация. Этот процесс приводит к образованию новых химических соединений и изменению структуры материала, что в конечном итоге увеличивает его твердость.

Ученые, проводившие исследование, с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии выяснили, что ионное облучение сплава привело к появлению дополнительных карбидных соединений. Кроме того, наблюдения показали, что воздействие импульсного ионного пучка привело к снижению концентрации хрупких интерметаллидных фаз с избыточным содержанием никеля. Эти изменения в структуре сплава могут иметь значительное значение для его свойств и применения в различных областях техники и промышленности.

Усовершенствование безвольфрамовых твердых сплавов представляет особый интерес для машиностроения и горнодобывающей промышленности, где используется буровой инструмент. Этот процесс может принести значительные выгоды не только в финансовом плане, но и в повышении эффективности производства и увеличении срока службы оборудования.

При этом, как отметил ученый, потенциальные экономические выгоды от внедрения новых сплавов могут быть колоссальными. Он выделил Омск как один из городов, где уже существует значительное количество предприятий, способных внедрить новые технологии в производственный процесс.

"Могу предположить, что речь идет о миллиардах сэкономленных рублей, поскольку в одном только Омске десяток подобных предприятий", — подчеркнул ученый. Внедрение новых материалов и технологий в производство может стать ключевым фактором для увеличения конкурентоспособности отечественных предприятий и повышения их доли на рынке.

Источник и фото - ria.ru