Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

РЕАКТИВНАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ.

Опубликовал Сергей 1 января 2011 в рубрике Наука.

Нанесением защитных слоев одного металла на поверхность другого сегодня никого не удивишь. Известны простые методы защитной металлизации вроде пресловутого горячего цинкования, когда изделие погружают в расплав цинка. «Обезвреживание» с толь грязной технологии обходится в копеечку, поэтому работодатели частенько предпочитают на это не тратиться, обрекая рабочих на тяжёлые заболевания. Почти столь же не экологична технология гальванического нанесения металлических покрытий.

Есть и другие, более «тонкие» методы защитной металлизации: электродуговой, детонационный, плазменный, газопламенный. Все их объединяет газотермический принцип: частицы наносимого металла разогреваются и в расплавленном виде переносятся на защищаемую поверхность струёй раскалённого газа. Использование такого рабочего тела требует повышенных мер безопасности, а в определённых условиях и вовсе невозможно. К тому же горячий газ приносит к защищаемой поверхности не чистый металл, а его химические соединения с продуктами горения самого газа, что не даёт в полной мере искомых защитных свойств покрытия. Оно получается пористым, да и прочность сцепления с подложкой — оставляет желать лучшего.

Этот краткий обзор современных способов нанесения покрытий дан, разумеется, для того, чтобы показать, насколько выгодно отличается от них газодинамическая технология металлизации, которую мы представляем.

ТЕРНИИ СТАНОВЯТСЯ ЗВЁЗДАМИ

Как водится, если речь идёт о российском хайтеке, то ноги у него растут из советского оборонного прошлого. В данном случае — из МАИ. Юрий Вениаминович Дикун — научный руководитель этого направления в фирме «Иитерметкомнозит» рассказывает, тщательно подбирая слова:

— В середине 80-х мы исследовали оболочки космических аппаратов.

В результате исследований получили эффект налипания частичек металла в сверхзвуковой струе на поверхности аппаратов. Частички как бы «встреливаются» реактивной газовой струёй в поверхность оболочки. Кинетическая энергия преобразуется в тепловую, и металл очень плотно «блинчиками» приваривается к поверхности, образуя её дополнительный слой. Стали заниматься этим как инициативной разработкой. Выяснилось, что наносить таким методом можно только мягкие металлы: медь, цинк, алюминий, никель (жесткие металлы будут, наоборот, выбивать частички «приёмной» поверхности, подобно пескоструйной машине).

Правда, обнаружилось, что «приёмная» поверхность годилась не любая — мягкую реактивная газовая струя крошила или деформировала. Среди возможных «приёмников» — металлы и их сплавы, керамика, органические соединения, даже стекло. И при этом скорость нанесения и толщина покрытия могут варьироваться в широком диапазоне. На видео кадрах испытаний хорошо видно, как на неподвижной заготовке, благодаря незаметной для глаза газовой струе из форсунки, словно по волшебству вырастает алюминиевый холмик. На других кадрах — заготовки вращаются, и напыляемый металл равномерно покрывает их поверхность. Причём, поверхность может быть и сложной формы: па- пример, пруток арматуры. Показатели адгезии и когезии (прочности сцепления) покрытия очень неплохие — 50-80 МПа в зависимое™ от физических свойств напыляемого материала и «приёмника». А пористость получаемых покрытий вообще супер — менее 2%.

Существенным открытием стало и то, что при работе установки не происходит опасных химических реакций между компонентами, не выделяется никакой лучистой энергии. Нет высоких температур, требующих защиты. То есть газодинамический способ гораздо более экологичен, чем все остальные. Для работы на открытом воздухе не нужно вообще никакой специальной подготовки места работы, а в помещении — достаточно поставить прозрачную выгородку распылительной камеры с простейшим воздуховодом, а также промышленный или обычный пылесос для сбора металлической пыли, «выпавшей» из газовой струи по дороге к защищаемой поверхности.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВЕТЕР

Авторские свидетельства на изобретённый способ покрытия превратились со временем в патенты. В том числе и по системе РСТ. Среди авторов этой технологии — научный руководитель проекта профессор П.В. Никитин (он до сих пор преподаёт в МАИ), два других — Ю.П. Фролов и Ю.П. Кащерин — скончались. А Юрий Вениаминович, уйдя из института, развил технологию и в 1998 г. основал с несколькими единомышленниками фирму « Интерметком позит».

— Некоторые сферы применения новой технологи всплыли сразу, — говорит Ю.В. Дикун. — Например, антикоррозийное цинковое покрытие водо- и газопроводных труб. Государственная экспертиза показала: оцинкованные по новой технологии трубы ничуть не уступают по эксплуатационным качествам своим собратьям, «искупавшимся» в ваннах с расплавленным цинком. А по цене (при массовом производстве) будут дешевле многократно.

Газодинамическая установка (ГДУ) поначалу представляла собой массивный агрегат, состоящий из переделанного фрезерного станка и отделённого от него стеклянной стенкой пульта управления со множеством вентилей, тумблеров и манометров. Расчёт был на масштабное применение технологии на крупных промышленных предприятиях. Четыре года назад состоялся и первый опыт такого применения на одном трубном заводе. По заказу заводчан мы сделали установку для защиты скважинных труб для нефтеразработок. Заказчики хотели попробовать защитить эти трубы и резьбовые соединения не только от коррозии, но и от эрозии (механической обдирки поверхности). А также от грибка, который, оказывается, живёт в сырой нефти и с удовольствием пожирает металл. Опыт получился достаточно удачным, и после этого началось интенсивное совершенствование оборудования. Цель — упрощение и уменьшение габаритов. По принципу «а можно ли без этого? Можно!» Конечно, себестоимость установки при этом тоже снизилась...

Сегодняшняя производительность у этого способа впечатляет: 1 м3 покрытия, например цинка, один человек способен нанести за 10 мин. Из специальной подготовки поверхности, только пескоструйка для очищения от сильной грязи (ржавчина, окалина, масло). Это вместо нескольких часов работы целого цеха горячего цинкования! Об уровне экономии — судите сами.

При необходимости покрытие можно сделать многослойным, чередуя материалы нанесения. При применении соответствующего порошкового материала установка позволяет не только наносить покрытия, по и полировать, даже — резать изделия.

Из расходных материалов нужен сжатый воздух (или любой другой негорючий газ), порошок металла или другого материала будущего покрытия и, конечно, — электросеть. Для промышленной установки — 380 В, а для «бытовой» модификации напылителя, который сей час дорабатывается, достаточно и 220 В. Сжатый воздух можно подавать из компрессора, а можно из переносного баллона. Для ручной модификации предусмотрен вариант заплечного крепления баллона. Сама же ручная ГДУ будет напоминать по виду и весу дрель-перфоратор.

Пользоваться своим оборудованием сотрудники «Интерметкомпозита» обучают заказчиков за... два часа. Ведь в итоге установка упрощена, как говорят, «до двух кнопок». Так что никакой особой квалификации для тех, кто будет на ней работать, не требуется.

СТЕКЛЯННАЯ РЕЗЬБА ДЛЯ МЕДНОЙ ЯХТЫ

— Вариантов использования ГДУ не счесть,— рассказывает Юрий Вениаминович. Один из самых перспективных — автомобильная промышленность и автотюнинг. На автозаводах после литья большой процент деталей летит в брак из-за раковин и каверн. Все их можно сделать работоспособными, заполнив пустоты нашим способом. Так же можно дать вторую жизнь износившимся запчастям — особенно дорогим — от иномарок. Оцинковку кузова, по крайней мере, отдельных его частей, вполне будет по силам провести в небольшой автомастерской.

А глушитель, покрытый тонкой алюминиевой плёнкой, блестит, как будто его хромировали (сами пробовали!). Так же можно «украсить» и другие детали автомобилей или мотоциклов.

С помощью нашей установки можно соединять стеклянные объекты, например трубки, резьбовым соединением. Это нашло бы широкое применение, в частности, на молокозаводах.

В электротехнике ГДУ тоже решает большую, как говорили раньше, «народнохозяйственную» задачу. Для уменьшения контактного сопротивления между двумя алюминиевыми электрическими шинами поверхности обеих омедняются с помощью ГДУ, после чего соединяются либо болтами, либо обычной пайкой. Сегодня в тысячах электроподстанций по стране в местах этих соединений идут большие потери энергии на нагрев.

В судостроении газодинамическим напылением можно защищать корпуса судов. Это многократно дешевле, чем вытаскивать корабль каждый год из воды, обдирать водоросли, а потом красить его днище. Кстати, ГДУ даёт в руки конструкторам уникальные возможности экспериментировать с материалами, создавая гибридные покрытия металлов, керамики и органики с новыми свойствами. В исследовательском «портфеле» фирмы, например напыление меди вперемешку с тефлоном. У детали с таким покрытием коэффициент скольжения получается... как у льда. Правда, при этом выделяются вредные соединения фтора, которые нужно отводить и нейтрализовать. Но, конечно, все эти технические проблемы решаемы.

...В багаже возможных применений газодинамической технологии — оригинальный дизайн. Смотрю на полки, где выстроились «пробы пера» исследователей: тёмно-красные медные, благородно-бежевые глиняные, а на самом деле — стеклянные бутылки с тонким слоем напыления: меди, медно-алюминиевой и цинковой смеси, керамики.

— Для дизайнерских задач, — говорит Ю. В. Дикун,— смешением металлов и других веществ можно причудливо варьировать цвета покрытия. Интересных решений здесь море. Например, нанести металлическую метку на товаре в качестве уникального защитного знака, вроде голограммы. Через трафарет можно напылить и товарный знак фирмы - производителя.

От себя добавим: а «медные» колонны и перила вместо каменных, а «бронзовые» статуи вместо гипсовых для владельцев «полукрутых» коттеджей?! В общем, инновационная технология «Интерметкомпозита» — настоящая «удочка» для ловли собственной рыбы. Ведь обладая ГДУ, можно предлагать свои услуги напыления в самых разных сферах, можно и вовсе застолбить какую-нибудь новую рыночную нишу.

Читайте также:

Химия растворов-большой энергетике.
ЭТАЛОН ЦЕЙССА.
ЗАГАДКИ ФОТОСИНТЕЗА
КТО ЛОРЕНЦ, А КТО ЛОНЕНТЦ


Комментирование закрыто.

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.