Отрасли применения
Технология минеральных покрытий, применяемая для предприятий металлургии, позволило потребителям существенно снизить себестоимость выпускаемой продукции, повысить надежность эксплуатации металлургического оборудования, увеличить межремонтный период и снизить затраты на ремонты и простои.
В декабре 2015 года подписано соглашение с ведущим мировым производителем металлургического оборудования концерном SMS Group GmbH (Германия) о совместных работах в области повышения надежности продления ресурса металлургического оборудования, выпускаемого концерном.
Условия работы покрытия:
- при высоких температурах до 1300 (градусы)С;
- при термоциклических нагрузках в широком диапазоне температур;
- в атмосфере из абразивной пыли из металлических частиц и абразива высокой твердости;
- агрессивной среде из соляного тумана, сероводорода, паров воды, кислот.
Также технология минеральных покрытий:
- не имеет ограничений по массогабаритным характеристикам;
- не требует специальных ванн, печей, вакуумных камер и специальных условий;
- не меняет геометрию обрабатываемых деталей;
- является финишной операцией, не требующей изменения чертежей;
- является экологически чистой технологией, не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и окружающей среды.
Все эти факторы дают возможность для успешного применения технологии минеральных покрытий в металлургической промышленности.
Используя технологию минеральных покрытий мы готовы значительно увеличить ресурс деталей, работающих в условиях высокой температуры, кислоты, водяных паров, металлической абразивной пыли, создавая износостойкие минеральные покрытия на деталях стана формирования труб разного диаметра, деталях прошивного стана, деталях автоматического стана, деталях калибровочного стана (ролики, арматура, шестерни, пресс-ножницы).
Совокупность физических процессов технологии создаёт возможность повышения износостойкости деталей пар трения от 3 до 10 (до 50 раз) раз по сравнению с традиционными методами, позволяет деталям с минеральным покрытием работать при высоких температурах и агрессивной внешней среде. Технология осуществляет защиту от изнашивания деталей эксплуатируемых механических систем любого назначения, повышает их ресурс и снижает энергопотребление за счёт максимального устранения механических потерь в машинах и механизмах.
Сущность технологического процесса состоит во внедрении минералов природного происхождения в кристаллическую решетку металла. При совокупности использования ультрадисперсных минеральных порошков и воздействия ультразвукового индентора, формируется нанокомпозитная структура поверхности, имеющая упорядоченные фрагменты по составу и размерности, достигается контролируемое, в зависимости от назначения, изменение механических характеристик материала покрытия и основного материала детали.
Технология формирования минерального покрытия заключается в процессе нанесения минерального слоя на поверхность детали с помощью ультразвуковой установки, с одновременным пластическим деформированием поверхностных слоев при помощи шариковых или роликовых накаток, а также процессов, охраняемых в режиме ноу-хау. Использование напрессовки (приложение давления) создает эффект объемного сжатия основного металла и минерала в зоне пластической деформации, и, как следствие этого, упрочнение объема поверхностного слоя. Технология может включать электродуговой массоперенос микрочастиц металла для создания твердосплавной подушки.
В результате в поверхностном слое формируются наноструктурные композиты, имеющие прогнозируемые свойства (антифрикционные, износостойкие, противозадирные) из-за уменьшения среднего размера кристаллитов и уплотнения материала основы.
Базовая технология служит основой для дальнейшей разработки маршрутных и рабочих технологий для различных поверхностей, деталей различной массы и размеров для металлургии и химического машиностроения.
Литература:
- Kislov S.V., Kislov V.G., Balasch P.V., Skazochkin A.V., Bondarenko G.G. and Tikhonov A.N. Wear resistance of a metal surface modified with minerals / Materials Science and Engineering, / IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 110 (2016). Электронный доступ: [http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/110/1/012096/pdf]
- Кислов С.В., Кислов В.Г., Сказочкин А.В., Бондаренко Г.Г., Тихонов А.Н. Эффективные минеральные покрытия для упрочнения поверхности металлических материалов/ Металлы, 2015, № 4, с.56-63.
- Балаш П.В., Кислов С.В., Сказочкин А.В. Малое инновационное предприятие: возможности развития технологии и масштабирования бизнеса, журнал «Инновации», 2015, № 12, с.95-105.
ООО «НПЦ «Технологии минеральных покрытий» при грантовой поддержке Фонда «Сколково»