eng||rus

1. Институтом общей физики Российской академии наук (ИОФАН) совместно с Научно- технологическим центром “ПЛАЗМАИОФАН” разработаны физические основы новой энергосберегающей микроплазменной технологии упрочнения изделий из металлов и сплавов, обеспечивающей существенное повышение прочности и износостойкости их приповерхностного слоя.
2. В основе разработанной технологии лежит принцип упрочнения изделий из металлов за счет преобразования энергии возбуждаемых на их поверхности контрагированных микроплазменных разрядов в тепло, в результате чего формируется оплавленный приповерхностный слой исходного материала изделий и происходит значительное уменьшение концентрации дефектов в нем.
3. Концентрация энергии квазиоднородной вдоль поверхности металлов импульсной плазмы осуществляется путем возбуждения контрагированных микроплазменных разрядов, локализующихся преимущественно на поверхностных дефектах и трещинах изделий. Быстрое охлаждение оплавленных локальных участков поверхности изделий за счет отвода тепла от их поверхности вглубь объема определяет процесс реструктуризации металлов, что, наряду с залечиванием микротрещин и выгоранием дефектов, способствует упрочнению их приповерхностного слоя, не вызывая значительного разогрева и изменения внутренней структуры объема изделий.
4. Использование плазмы для упрочнения металлов решает проблему равномерной обработки металлических изделий со сложной структурой поверхности.
5. Эффективная скорость обработки поверхности изделий достигает десятков квадратных сантиметров в секунду (в пересчете на длительность импульсных разрядов) при рекордно низких затратах сетевой электроэнергии - существенно ниже 0.1 киловатт-часа на квадратный сантиметр обработанной поверхности.
6. Микроплазменная технология упрочнения металлов в оптимальных режимах позволяет:

- для изделий из стали 45 увеличить до 10 раз микротвердость поверхностного слоя толщиной до 20 мкм, снизить коэффициент трения до 10 раз, увеличить предельно допустимое давление до 18 раз, снизить интенсивность изнашивания до 4 раз;

- для изделий из титанового сплава ВТ-1 увеличить от 2 до 14 раз микротвердость поверхностного слоя толщиной 2- 7 мкм, снизить коэффициент трения до 3 раз, увеличить предельно допустимое давление до 3 раз, снизить интенсивность изнашивания до 4 раз;

- для изделий из алюминиевого сплава В-95 увеличить до 2 раз микротвердость поверхностного слоя толщиной до 16 мкм, снизить коэффициент трения до 3 раз, увеличить предельно допустимое давление до 5 раз, снизить интенсивность изнашивания до 2 раз;

7. Микроплазменная технология является экологически чистой, вредные выбросы в процессе ее применения отсутствуют. Микроплазменная технология является приоритетной, за пределами России находится на начальной стадии разработки.
8. В настоящее время по решению Правительственной комиссии по приоритетным исследованиям и технологиям в ИОФАН совместно с рядом российских организаций разрабатываются и изготавливаются экспериментальные установки для применения микроплазменной технологии в машиностроении и медицинской промышленности.

9. Предлагается проведение совместных исследований и испытаний для оптимизации применения микроплазменной технологии в условиях работы предприятий авто-мото-строительного профиля, а также в смежных отраслях.

119991 г.Москва, ул. Вавилова 38, Институт общей физики Российской академии наук, лаборатория плазменных процессов, к.ф.м.н. Иванов Вячеслав Алексеевич.

E-mail: IVANOV@FPL.GPI.RU  URL: http://www.plasmaiofan.ru

Микрофотографии фрагмента поверхности образца алюминиевого сплава В95: слева - в исходном состоянии после механической обработки, справа - после обработки по микроплазменной технологии
Микрофотографии фрагмента поверхности образца титанового сплава ВТ-1: слева - в исходном состоянии после механической обработки, справа - после обработки по микроплазменной технологии
Микрофотографии фрагмента поверхности образца стали 45: слева - в исходном состоянии после механической обработки, справа - после обработки по микроплазменной технологии

 

Back