Омские ученые улучшили свойства безвольфрамовых сплавов

Дзен

Улучшить свойства порошкового твердого сплава удалось ученым ОмГТУ. Они облучили поверхность металлического образца пучком ионов, в результате чего существенно повысили износостойкость сплава.

Как пояснил РИА Новости старший преподаватель кафедры «Материаловедение и технологии материалов» Омского государственного технического университета (ОмГТУ) Артем Бадамшин, порошковый твердый сплав используется для изготовления металлорежущих пластин и коронок буровых инструментов, испытывающих в процессе работы большие нагрузки (высокие температуры, ударные нагрузки и пр.). Для изготовления таких сплавов, как правило, используется вольфрам, который в России считается дорогостоящим и дефицитным элементом.

Аналоги вольфрамовых твердых сплавов — безвольфрамовые твердые сплавы на основе титана. Эти сплавы дешевле в три раза, однако их свойства значительно уступают сплавам, в которых содержится вольфрам.

«Чтобы улучшить свойства таких безвольфрамовых порошковых твердых сплавов, мы разработали методику ионного облучения», — сообщил ученый, подчеркнув, что научному коллективу удалось добиться существенного эффекта — износостойкость при трении повысилась почти в три раза. «Получился менее дорогой, но гораздо более конкурентоспособный состав», — добавил он.

Процесс исследования микроструктуры материалов на оптическом металлографическом микроскопе

Процесс исследования микроструктуры материалов на оптическом металлографическом микроскопе

Исследование твердости материаловПроцесс исследования микроструктуры материалов на оптическом металлографическом микроскопеПроцесс исследования микроструктуры материалов на оптическом металлографическом микроскопеИсследование твердости материалов

Под воздействием мощного ионного пучка (E ~ 250 кэВ) наносекундной длительности поверхность сплава расплавилась, а затем мгновенно кристаллизовалась. Таким образом на поверхности образовались новые химические соединения и изменилась структура, что в итоге и привело к увеличению твердости сплава.

Как утверждают ученые, с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлено, что ионное облучение привело к формированию дополнительных карбидных соединений. Кроме того, по их наблюдениям, воздействие импульсного ионного пучка снизило концентрацию хрупких интерметаллидных фаз с избыточным содержанием никеля.

«»Облучение металлов в настоящее время проводится в научных лабораториях, хотя на некоторых предприятиях такие установки уже применяются. Например, в полупроводниковой промышленности технология облучения внедрена в массовое производство», — отметил Артем Бадамшин.

При этом он подчеркнул, что усовершенствование безвольфрамовых твердых сплавов представляет особый интерес для машиностроения и горнодобывающей промышленности, где используется буровой инструмент.

«Могу предположить, что речь идет о миллиардах сэкономленных рублей, поскольку в одном только Омске десяток подобных предприятий», — добавил ученый.