Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) 95 Âûñîêîèíòåíñèâíàÿ íèçêîýíåðãåòè÷åñêàÿ èìïëàíòàöèÿ èîíîâ àçîòà À.Â. Áåëûé Èíñòèòóò íàäåæíîñòè ìàøèí ÍÀÍ Áåëàðóñè, Ìèíñê, 220071, Áåëàðóñü Óñòàíîâêà äëÿ íèçêîýíåðãåòè÷åñêîé âûñîêîèíòåíñèâíîé îáðàáîòêè ãàçîâûìè èîíàìè Èîííî-ëó÷åâàÿ òåõíîëîãèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ôèíèøíîé îáðàáîòêè èçäåëèé ïóòåì èîííîãî àçîòèðîâàíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ìàòåðèàëîâ, ïðåæäå âñåãî ñòàëåé è ñïëàâîâ íà îñíîâå æåëåçà. Òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü èçíîñîñòîéêîñòü, ïîâåðõíîñòíóþ òâåðäîñòü èçäåëèé çà ñ÷åò èîííîãî ìîäèôèöèðîâàíèÿ ñòðóêòóðíî-ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ òîëùèíîé â äåñÿòêè è áîëåå ìèêðîìåòðîâ. Ìîäèôèêàöèÿ ñòàëåé èîíàìè àçîòà â âûñîêîèíòåíñèâíîì íèçêîýíåðãåòè÷åñêîì ðåæèìå ïîâûøàåò èçíîñîñòîéêîñòü ñòàëåé: 95Õ18 â 1.5 ðàçà, Í18Ê9Ì5Ò â 2 ðàçà, Ð6Ì5 â 3 ðàçà, 20Õ13 â 4.5 ðàçà. Õàðàêòåðèñòèêè íèçêîýíåðãåòè÷åñêîé âûñîêîèíòåíñèâíîé èîííî-ëó÷åâîé îáðàáîòêè: • êîìïàêòíîñòü è íåâûñîêàÿ ñòîèìîñòü îáîðóäîâàíèÿ; • ýíåðãèÿ ëåãèðóþùèõ èîíîâ 13 êýÂ; • ïëîòíîñòü èîííîãî òîêà 110 ìÀ/ñì2; • õàðàêòåðíûå òåìïåðàòóðû îáðàáîòêè ñïëàâîâ íà îñíîâå æåëåçà 500600 Ê; • ñòîèìîñòü äåòàëè â ðåçóëüòàòå îáðàáîòêè ïîâûøàåòñÿ íå áîëåå ÷åì íà 1015 %; • òîëùèíà ïîâåðõíîñòíîãî ìîäèôèöèðîâàííîãî ñëîÿ äîñòèãàåò 150 ìêì; • âûñîêàÿ èçíîñîñòîéêîñòü è êîððîçèîííàÿ ñòîéêîñòü îáðàáîòàííîé ïîâåðõíîñòè. 96 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Òåõíîëîãèè è îáîðóäîâàíèå äëÿ ãàçîïëàìåííîãî íàïûëåíèÿ ïîêðûòèé èç ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ Ì.À. Áåëîöåðêîâñêèé Èíñòèòóò íàäåæíîñòè ìàøèí ÍÀÍ Áåëàðóñè, Ìèíñê, 220071, Áåëàðóñü Ïîëèìåðíûé òåðìîðàñïûëèòåëü Ïðåäíàçíà÷åí äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïîëèìåðíûõ ïîðîøêîâ ëþáûõ ïðîèçâîäèòåëåé ñ òåìïåðàòóðîé ïëàâëåíèÿ ïîðîøêîâ îò 90 äî 400 °Ñ è ðàçìåðîì ÷àñòèö äî 400 ìêì. Ìàêñèìàëüíàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü íàïûëåíèÿ 2.9 êã/÷.  êà÷åñòâå ðàáî÷èõ ãàçîâ èñïîëüçóþòñÿ ïðîïàí-áóòàí è âîçäóõ. Âñå êðàíû, ðåãóëèðóþùèå ðàñõîä ðàáî÷èõ ãàçîâ óñòàíîâëåíû íåïîñðåäñòâåííî íà êîðïóñå òåðìîðàñïûëèòåëÿ, â ñâÿçè ñ ÷åì íåò íåîáõîäèìîñòè â ïóëüòå óïðàâëåíèÿ ãàçàìè.  îòëè÷èå îò èçâåñòíûõ ïðîïàíî-âîçäóøíûõ ãîðåëîê, êîòîðûå âûïóñêàëèñü â Ãåðìàíèè è ïðîèçâîäÿòñÿ â ñòðàíàõ ÑÍÃ, äàííàÿ óñòàíîâêà ïîçâîëÿåò ïëàâíî è â øèðîêèõ ïðåäåëàõ ðåãóëèðîâàòü ñîñòàâ ãîðþ÷åé ñìåñè è ôîðìó ôàêåëà çà ñ÷åò íàëè÷èÿ ÷åòûðåõ èãîëü÷àòûõ êðàíîâ, ðàñïîëîæåííûõ íåïîñðåäñòâåííî íà òåðìîðàñïûëèòåëå. Îðèãèíàëüíàÿ êîíñòðóêöèÿ ãàçîñìåñèòåëüíîãî óñòðîéñòâà è ñîïëîâîãî íàêîíå÷íèêà ïîçâîëèëè ïîâûñèòü êà÷åñòâî ñìåøåíèÿ êîìïîíåíòîâ ãîðþ÷åé ñìåñè è ëèêâèäèðîâàòü íàëèïàíèå ïîëèìåðíîãî ìàòå- ðèàëà íà òîðåö ñîïëà. Îäíèì èç ñóùåñòâåííûõ ïðåèìóùåñòâ äàííîé ãîðåëêè ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå óäîáíîãî áóíêåðà-ïèòàòåëÿ, âûïîëíåííîãî èç ñòàíäàðòíîé ÏÝÒáóòûëêè, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò óäîáíóþ çàìåíó áóíêåðà è óëó÷øàåò óñëîâèÿ õðàíåíèÿ ïîëèìåðíîãî ïîðîøêà. Òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ïîëèìåð-êåðàìè÷åñêèõ êîìïîçèöèîííûõ èçäåëèé  îñíîâå ïðîöåññà ëåæàò ðàçðàáîòàííûå â Èíñòèòóòå íàäåæíîñòè ìàøèí ÍÀÍ Áåëàðóñè ñïîñîáû ýëåêòðîôèçè÷åñêîé îáðàáîòêè ìåòàëëè÷åñêèõ òîëñòîñëîéíûõ ïîêðûòèé, íàíåñåííûõ ìåòîäàìè ãàçîïëàìåííîãî íàïûëåíèÿ íà ïîëèìåðíûå ìàòåðèàëû. Òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ ñëîèñòûõ êîìïîçèòîâ ñîñòàâà îêñèä ìåòàëë ïîëèìåð (íàïðèìåð êîðóíä àëþìèíèé ïîëèàìèä) ïîçâîëÿåò èçãîòàâëèâàòü äåòàëè ñ âûñîêèìè äåìïôèðóþùèìè ñâîéñòâàìè è èçíîñîñòîéêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ, äåòàëè óçëîâ òðåíèÿ îáîðóäîâàíèÿ ïî ïåðåêà÷êå àãðåññèâíûõ ñðåä, îáëåã÷åííûå óïîðíûå ïîäøèïíèêè è ïîäàþùèå øíåêè è ò.ï. Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) 97 Òåõíîëîãèè è îáîðóäîâàíèå äëÿ ãàçîïëàìåííîãî íàïûëåíèÿ ïîêðûòèé èç ïðîâîëî÷íûõ ìàòåðèàëîâ Ì.À. Áåëîöåðêîâñêèé Èíñòèòóò íàäåæíîñòè ìàøèí ÍÀÍ Áåëàðóñè, Ìèíñê, 220071, Áåëàðóñü Êðàòêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàçðàáîòêè Âîññòàíîâëåíèå áûñòðîèçíàøèâàþùèõñÿ äåòàëåé ìàøèí è ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì ãàçîïëàìåííîãî íàíåñåíèÿ ïîêðûòèé íà óñòàíîâêå ïðîâîëî÷íîé òåðìîðàñïûëèòåëüíîé ÒÅÐÊή. Óñòàíîâêà ÿâëÿåòñÿ ñàìîé ìàëîãàáàðèòíîé â ñâîåì êëàññå â ìèðå, óäîáíà â ýêñïëóàòàöèè è îáñëóæèâàíèè, îáùèé âåñ 14.6 êã. Ïîêðûòèÿ íàíîñÿòñÿ àêòèâèðîâàííûì ðàñïûëåíèåì ïðîâîëîê äèàìåòðîì 1.63.5 ìì, íàãðåòûõ äî ïëàâëåíèÿ â ïðîïàí-áóòàí-êèñëîðîäíîì ïëàìåíè. Ïðî÷íîñòü ñöåïëåíèÿ ïîêðûòèé ñ îñíîâîé áîëåå 30 ÌÏà. Ðàáî÷åå äàâëåíèå ãàçîâ, ÌÏà: êèñëîðîä 0.20.4; ïðîïàí-áóòàí 0.1; âîçäóõ 0.40.5. Ðàñõîä ãàçîâ, ì3/÷: êèñëîðîä 4.0; ïðîïàí-áóòàí 1.0; âîçäóõ äî 40.  ñîñòàâ óñòàíîâêè âõîäÿò ïèñòîëåò-òåðìîðàñïûëèòåëü, áëîê ýëåêòðîííîãî óïðàâëåíèÿ ïîäà÷åé ïðîâîëîêè, ìàëîãàáàðèòíûé áëîê ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ ðàáî÷èìè ãàçàìè. Èñïîëüçóåòñÿ äëÿ: • âîññòàíîâëåíèÿ øååê êîëåí÷àòûõ âàëîâ äâèãàòåëåé âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ, êîìïðåññîðîâ, íàñîñîâ; ïîñàäî÷íûõ ìåñò ïîä ïîäøèïíèêè íà âàëàõ è â êîðïóñàõ; ïîðøíåé ïðåññ-àâòîìàòîâ; âûòÿæíûõ øòàìïîâ; ïîâåðõíîñòåé óïëîòíåíèÿ çàïîðíîé àðìàòóðû; âêëàäûøåé ìîòîðíî-îñåâûõ ïîäøèïíèêîâ è ò.ä.; • çàùèòû îò êîððîçèè ýëåìåíòîâ êóçîâîâ àâòîìîáèëåé; ìîñòîâ, ïóòåïðîâîäîâ, ãèäðîòåõíè÷åñêèõ è ïîðòîâûõ ñîîðóæåíèé; çàêëàäíîé àðìàòóðû ñòðîèòåëüíûõ êîíñòðóêöèé; äåòàëåé ïåðåðàáàòûâàþùåãî ïðîèçâîäñòâà. 98 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Èîííî-ëó÷åâûå òåõíîëîãèè ìîäèôèêàöèè ïîâåðõíîñòåé Þ.Ï. Øàðêååâ, Á.Ï. Ãðèöåíêî Èíñòèòóò ôèçèêè ïðî÷íîñòè è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÑÎ ÐÀÍ, Òîìñê, 634021, Ðîññèÿ Èîííî-ëó÷åâûå òåõíîëîãèè ýòî • ýêîëîãè÷åñêàÿ ÷èñòîòà, • ïðîñòîòà óïðàâëåíèÿ è âîçìîæíîñòü àâòîìàòèçàöèè ïðîöåññà, • âûñîêàÿ âîñïðîèçâîäèìîñòü ðåçóëüòàòîâ îáðàáîòêè, • íèçêàÿ òåìïåðàòóðà ïðîöåññà, • âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü, • íåèçìåííîñòü ðàçìåðîâ è ìèêðîòîïîãðàôèè ïîâåðõíîñòè, • âîçìîæíîñòü ëîêàëüíîé îáðàáîòêè, • âîçìîæíîñòü îáðàáîòêè äåòàëåé ñî ñëîæíûì ðåëüåôîì ïîâåðõíîñòè. Èîííî-ëó÷åâàÿ îáðàáîòêà ïîçâîëÿåò: • óâåëè÷èòü èçíîñîñòîéêîñòü â 25 ðàç, • ïîâûñèòü ñîïðîòèâëåíèå êîððîçèè, • ïîâûñèòü ïîâåðõíîñòíóþ ìèêðîòâåðäîñòü, • öåëåíàïðàâëåííî èçìåíèòü êîýôôèöèåíò òðåíèÿ. Òåõíîëîãèè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ óïðî÷íåíèÿ î÷åíü øèðîêîãî àññîðòèìåíòà èçäåëèé ìàøèíîñòðîåíèÿ, ìåäèöèíû, ýëåêòðîíèêè, òðàíñïîðòà. Ýòî ðàçëè÷íûå âèäû øòàìïîâ, äåòàëè ìàøèí è ìåõàíèçìîâ, ðåæóùèé èíñòðóìåíò ìåòàëëîîáðàáîòêè è õèðóðãè÷åñêèé ðåæóùèé èíñòðóìåíò. Âûñîêîäîçîâàÿ èîííàÿ èìïëàíòàöèÿ Èîííî-ëó÷åâàÿ òåõíîëîãèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ôèíèøíîé îáðàáîòêè èçäåëèé ïóòåì ëåãèðîâàíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ìàòåðèàëîâ. Òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü èçíîñîñòîéêîñòü èçäåëèé çà ñ÷åò ñîçäàíèÿ â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå ìàòåðèàëîâ ìíîãîñëîéíûõ ñòðóêòóð ìåòîäîì èîííîé èìïëàíòàöèè. Ðåàëèçóåòñÿ òåõíîëîãèÿ ñ ïîìîùüþ òåõíîëîãè÷åñêîãî èîííîãî èìïëàíòåðà ÄÈÀÍÀ-2, êîòîðûé ïîçâîëÿåò ëåãèðîâàòü ìàòåðèàëû ëþáûìè ïðîâîäÿùèìè è ïîëóïðîâîäÿùèìè ýëåìåíòàìè òàáëèöû Ìåíäåëååâà, íàõîäÿùèìèñÿ â òâåðäîì ñîñòîÿíèè. Òåõíîëîãè÷åñêèé èìïëàíòåð ÄÈÀÍÀ-2, ðàñïîëîæåííûé íà âàêóóìíîé êàìåðå óñòàíîâêè ÂÓ1-Á Õàðàêòåðèñòèêè âûñîêîäîçîâîé èîííî-ëó÷åâîé îáðàáîòêè: • óñêîðÿþùåå íàïðÿæåíèå 20100 êÂ; • èìïóëüñíûé èîííûé òîê 300 ìÀ; • ÷àñòîòà ñëåäîâàíèÿ èìïóëüñîâ 50 èìï./ñ; • òåìïåðàòóðà èçäåëèÿ â ïðîöåññå èîííîé îáðàáîòêè íå ïðåâûøàåò 150 °Ñ; • âûñîêàÿ èçíîñîñòîéêîñòü, êîððîçèîííàÿ ñòîéêîñòü, ìèêðîòâåðäîñòü è äðóãèå ñâîéñòâà îáðàáîòàííîé ïîâåðõíîñòè. 99 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Ýëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ â âàêóóìå: îáîðóäîâàíèå, òåõíîëîãèÿ è ïðèìåíåíèå Ñ.È. Áåëþê, Â.Å. Ïàíèí Èíñòèòóò ôèçèêè ïðî÷íîñòè è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÑÎ ÐÀÍ, Òîìñê, 634021, Ðîññèÿ Óëó÷øåíèå êà÷åñòâà, ïîâûøåíèå íàäåæíîñòè è äîëãîâå÷íîñòè äåòàëåé, óçëîâ è ìåõàíèçìîâ â ìàøèíîñòðîåíèè äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ íîâûõ ìàòåðèàëîâ è ýôôåêòèâíûõ òåõíîëîãèé óïðî÷íåíèÿ ïîâåðõíîñòåé. Íàíåñåíèå óïðî÷íÿþùèõ, çàùèòíûõ è èíûõ ïîêðûòèé âñå ÷àùå âûïîëíÿþò ñ èñïîëüçîâàíèåì âûñîêîêîíöåíòðèðîâàííûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè, òàêèõ êàê ýëåêòðîííûé è ëàçåðíûé ëó÷è. Íåäîñòàòêîì ëàçåðíîé îáðàáîòêè ÿâëÿåòñÿ íèçêèé ÊÏÄ íàãðåâà (37 %) â îòëè÷èå îò ÊÏÄ íàãðåâà ýëåêòðîííûì ëó÷îì (8595 %). Áëàãîäàðÿ ðÿäó ïðåèìóùåñòâ ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé íàïëàâêè â âàêóóìå: ïðîñòîòå, âûñîêîé ñòàáèëüíîñòè è íàäåæíîñòè ýëåêòðîìàãíèòíîé ñèñòåìû ñêàíèðîâàíèÿ ýëåêòðîííîãî ëó÷à, áåçîòõîäíîñòè è ýêîëîãè÷åñêîé ÷èñòîòå ïðîöåññà, âîçìîæíîñòè ãèáêîãî óïðàâëåíèÿ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ ýëåêòðîííîãî ëó÷à, îáåñïå÷èâàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå ïîêðûòèé ñ íåîáõîäèìûìè ñòðóêòóðîé è ñâîéñòâàìè ïîëó÷àåìûõ ïîêðûòèé. Îáîðóäîâàíèå äëÿ ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè Áëîê-ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ðåàëèçàöèè òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè ïîêàçàíà íà ðèñ. 1 è ñîñòîèò èç ýëåêòðîííîé ïóøêè ñ ïëàçìåííûì êàòîäîì 1 è ñõåì ýëåêòðîïèòàíèÿ (3, 8, 9, 10) âàêóóìíîé êàìåðû 2 ñ îòêà÷íûìè ñðåäñòâàìè 7, ìåõàíè÷åñêîãî ìàíèïóëÿòîðà 6 ñ ýëåêòðîïðèâîäîì, óñòðîéñòâà 5 äëÿ äîçèðîâàííîé ïîäà÷è ïîðîøêîâîãî ìàòåðèàëà â çîíó ðàñïëàâà. Ýëåêòðîííàÿ ïóøêà ñ ïëàçìåííûì êàòîäîì íå ñîäåðæèò íàêàëåííûõ ýëåêòðîäîâ è äåòàëåé, ÷òî äåëàåò åãî â ñðàâíåíèè ñ òåðìîêàòîäíûìè èñòî÷íèêàìè, íà êîòîðûõ â îñíîâíîì áàçèðóåòñÿ ýëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ ñâàðêà, ìåíåå ÷óâñòâèòåëüíûì ê õèìè÷åñêè àêòèâíûì è òóãîïëàâêèì ïàðàì îáðàáàòûâàåìûõ ìàòåðèàëîâ. Ýëåêòðîííàÿ ïóøêà ñïîñîáíà ðàáîòàòü áåç ïðèìåíåíèÿ ñïåöèàëüíûõ ìåð çàùèòû êàòîäà â øèðîêîì äèàïàçîíå äàâëåíèé â óñëîâèÿõ èíòåíñèâíûõ ãàçîâûõ âûáðîñîâ èç çîíû ðàñïëàâà.  òî æå âðåìÿ, îíà ïî îáùåòåõíè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì è ãåîìåòðè÷åñêèì ïàðàìåòðàì ïó÷êà íå óñòóïàåò òåðìîêàòîäíûì èñòî÷íèêàì, èìååò áîëåå âûñîêèé (íà äâà ïîðÿäêà) ðåñóðñ ðàáîòû áåç äîïîëíèòåëüíîãî à á Ðèñ. 1. Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà óñòàíîâêè (à); âíåøíèé âèä óñòàíîâêè (á) îáñëóæèâàíèÿ è ðåìîíòà. Ñîâîêóïíîñòü ýòèõ ôàêòîðîâ ïîçâîëÿåò óïðîñòèòü ýëåêòðîííî-ëó÷åâîå è âàêóóìíîå îáîðóäîâàíèå, óâåëè÷èòü âðåìÿ ýêñïëóàòàöèè èñòî÷íèêà ìåæäó îáÿçàòåëüíûìè ïðîôèëàêòè÷åñêèìè ðàáîòàìè è â èòîãå çíà÷èòåëüíî ïîâûñèòü ýêîíîìè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü ðàáîò ïî ñîçäàíèþ èçíîñîñòîéêèõ ïîêðûòèé. Òåõíîëîãèÿ ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè Íîâèçíà òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî âïåðâûå óäà- 100 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Òàáëèöà 1 Ñâîéñòâà ïîêðûòèé Íîìåð Øèõòîâûé ñîñòàâ, % âåñ. 1 ÏÃ-10Í-01 60 ± 1 0.3 3 2 ÏÃ-12Í-01 46 ± 1 0.2 2.3 3 ÏÃ-ÓÑ-25 59±1 0.1 3.2 65 ± 1 0.2 49 ± 1.3 9.4 4 35 % TiC + ÏÃ-ÓÑ-25 Òâåðäîñòü, HRC Ïîðèñòîñòü, % Ñîäåðæàíèå TiC â ïîêðûòèè, % îá. Kè 5 Ã13 260 HV 0.15 1 6 35 % TiC + Ã13 55 ± 2 0.48 45.4 4.2 7 Ð6Ì5 60 0.15 2.9 8 35 % TiC + Ð6Ì5 70 0.1 48 ± 1.3 5.5 9 Õ20ÀÃ20 + 40 % TiC 0.5 N 0.5 64 0.8 50 16 10 47 % FeB + 47 % FeTi + + 6 % Bàìîðô 65 0.4 7.5 K è êîýôôèöèåíò èçíîñîñòîéêîñòè ïðè òðåíèè î íåæåñòêîçàêðåïëåííûå àáðàçèâíûå ÷àñòèöû (ÃÎÑÒ 23.208-79) ëîñü ðåàëèçîâàòü îäíîâðåìåííî ïðîöåññû ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè è êëàññè÷åñêîé ìèêðîìåòàëëóðãèè â ýëåêòðîííîì ëó÷å íåïîñðåäñòâåííî íà äåòàëè. Áëàãîäàðÿ âûñîêîé ïëîòíîñòè ìîùíîñòè â ëó÷å (104÷105 Âò/ñì2), âîçìîæíîñòè îïåðàòèâíîãî óïðàâëåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ëó÷à è ìàëîìó îáúåìó ðàñïëàâëåííîé âàííû (10÷20 ìì3) ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü óïðàâëÿòü ýòèìè ïðîöåññàìè, èçìåíÿÿ íåîáõîäèìûì îáðàçîì íå òîëüêî èíòåãðàëüíóþ òåìïåðàòóðó âàííû, íî è ñêîðîñòü åå íàãðåâà è îõëàæäåíèÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ. Áîëåå òîãî, ïðè èñïîëüçîâàíèè òåðìîðåàãèðóþùèõ ïîðîøêîâûõ ñìåñåé ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ðåàëèçîâàòü ñàìîðàñïðîñòðàíÿþùèéñÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ñèíòåç, èíèöèèðîâàííûé ýëåêòðîííûì ëó÷îì â ìèêðîîáúåìå, è ïðîöåññ æèäêîôàçíîãî ñïåêàíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîäóêòîâ ýòîãî ñèíòåçà. Âñå ýòî äåëàåò ýëåêòðîííîëó÷åâóþ ïîðîøêîâóþ ìåòàëëóðãèþ óíèâåðñàëüíîé êàê â ïëàíå ïîëó÷åíèÿ ñïåöèàëüíûõ ñâîéñòâ ïîðîøêîâûõ ïîêðûòèé, òàê è â ïëàíå íàíåñåíèÿ ïîêðûòèé ëþáîé òîëùèíû, âêëþ÷àÿ ñëîèñòûå è ãðàäèåíòíûå, íà äåòàëè èç ëþáûõ ñïëàâîâ è ëþáîé ãåîìåòðèè. Ñîçäàíèå êà÷åñòâåííûõ ïîêðûòèé ñ âûñîêèì êîìïëåêñîì ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îáóñëîâëåíî òåõíîëîãè÷åñêèìè îñîáåííîñòÿìè, ïðèñóùèìè òîëüêî ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè: ñî÷åòàíèåì òàêèõ ôàêòîðîâ, êàê ñèëüíî âîçáóæäåííîå ñîñòîÿíèå ýëåêòðîííîé ïîäñèñòåìû íàíîñèìûõ êîìïîçèöèé ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðîííîãî ïó÷êà, â òîì ÷èñëå òóãîïëàâêèõ ñîåäèíåíèé, è ñâåðõáûñòðàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ èç æèäêîãî ñîñòîÿíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñôîðìèðîâàòü öåëóþ ãàììó íåðàâíîâåñíûõ ôàç ñ íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ è ñîõðàíÿþòñÿ â íàíîñèìîì ïîêðûòèè; âîçìîæíîñòüþ ñîçäàâàòü â ïðîöåññå íàïëàâêè îáúåìíî-óïðî÷íåííûå ïîêðûòèÿ íà îñíîâå òóãîïëàâêèõ ñîåäèíåíèé ñ ìåòàëëè÷åñêîé ìàòðèöåé, ïîêðûòèÿ íà îñíîâå êåðàìè÷åñêèõ è èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ è èõ êîìïîçèöèé; ìèíèìàëüíîé ïîðèñòîñòüþ (ìåíåå 0.5 %); áîëüøîé òîëùèíîé íàïëàâêè (äî 20 ìì). Òåõíîëîãèÿ ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè äëÿ ñîçäàíèÿ ïîêðûòèé ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü êàê ïðîìûøëåííûå ïîðîøêè (ÏÃ-10Í-01, ÏÃ-ÓÑ-25), òàê è êîìïîçèöèîííûå ïîðîøêè ñ áîðèäàìè è êàðáèäàìè ìåòàëëîâ, ïîëó÷åííûìè èç âòîðè÷íûõ ðåñóðñîâ â ïðîòî÷íîì ðåàêòîðå ìåòîäîì ñàìîðàñïðîñòðàíÿþùåãîñÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ñèíòåçà. Òèïè÷íûå ïîðîøêîâûå ìàòåðèàëû, èñïîëüçóåìûå äëÿ íàïëàâêè, è ñâîéñòâà íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 1. Ïîêðûòèÿ èç ñàìîôëþñóþùèõñÿ ïîðîøêîâ Ìèêðîñòðóêòóðà îñíîâíîé ÷àñòè ïîêðûòèÿ (ñïëàâ ÏÃ-10Í-01) (ðèñ. 2, à) ñîñòîèò èç äåíäðèòîâ γ-òâåðäîãî ðàñòâîðà íà îñíîâå íèêåëÿ, ýâòåêòèêè, ñîñòîÿùåé èç áîðèäîâ íèêåëÿ è òîãî æå òâåðäîãî ðàñòâîðà, ñëîæíîé ýâòåêòèêè íà îñíîâå òóãîïëàâêèõ áîðèäîâ è êàðáèäîâ õðîìà â âèäå îòäåëüíûõ èëè ñðîñøèõñÿ ïîïàðíî ïðîäîëãîâàòûõ ãåêñàãîíîâ, èíîãäà ñ âíóòðåííåé ïîëîñòüþ. Ñïëàâ ÏÃ-ÓÑ-25 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çàýâòåêòè÷åñêèé âûñîêîõðîìèñòûé ÷óãóí, â ñòðóêòóðå êîòîðîãî â çíà÷èòåëüíîì êîëè÷åñòâå ïðèñóòñòâóåò ñëîæíûé êàðáèä (CrFe)7 C 3 . Íà ìèêðîñòðóêòóðå (ðèñ. 2, á) îí âèäåí â âèäå øåñòèãðàííûõ ïðèçì. Ïðè èñïûòàíèÿõ íà èçíîñîñòîéêîñòü â ðåæèìå òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ äàííûå ïîêðûòèÿ ïîêàçàëè âûñîêèå òðèáîòåõíè÷åñêèå ñâîéñòâà. Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) à 101 á Ðèñ. 2. Ìèêðîñòðóêòóðà íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé: ñïëàâ ÏÃ-10Í-01; × 500 (à); ñïëàâ ÏÃ-ÓÑ-25; × 250 (á) Êîìïîçèöèîííûå ïîêðûòèÿ íà îñíîâå áûñòðîðåæóùåé ñòàëè ñ êàðáèäàìè òèòàíà Ìèêðîñòðóêòóðà íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé õîðîøî âûÿâëÿåòñÿ íà íåòðàâëåíûõ ïîïåðå÷íûõ øëèôàõ. Âèä ìèêðîñòðóêòóðû íåòðàâëåíûõ øëèôîâ íàïëàâîê ñ îäèíàêîâîé îáúåìíîé äîëåé êàðáèäà òèòàíà è îòëè÷àþùèõñÿ òîëüêî õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì ñâÿçêè ïðàêòè÷åñêè îäèí è òîò æå (ðèñ. 3, à). ×àñòèöû êàðáèäà òèòàíà ðàçëè÷íîé êðóïíîñòè ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåíû ïî îáúåìó íàïëàâêè. Îáúåìíàÿ äîëÿ êàðáèäà â íàïëàâêå ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ åãî ñîäåðæàíèåì â øèõòå è íå çàâèñèò îò äèñïåðñíîñòè èñõîäíîãî êàðáèäà òèòàíà. Íà îñíîâàíèè ýòîãî ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî â ïðîöåññå ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè íå ïðîèñõîäèò âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ðàçëîæåíèÿ êàðáèäà òèòàíà (÷òî èìååò ìåñòî ïðè æåñòêèõ ðåæèìàõ ïëàçìåííîãî è äåòîíàöèîííîãî íàïûëåíèÿ è äóãîâîé íàïëàâêå) èëè åãî ðàñòâîðåíèÿ â ðàñïëàâå ñâÿçêè (êàê ýòî íàáëþäàåòñÿ ïðè ýëåêòðîøëàêîâîé íàïëàâêå) è øèõòîâîé êàðáèä òèòàíà ïðàêòè÷åñêè â íåèçìåííîì êîëè÷åñòâå è ãðàíóëîìåòðè÷åñêîì ñîñòàâå ôèêñèðóåòñÿ â îáúåìå íàïëàâà êè. Ïîðèñòîñòü íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé íå ïðåâûøàåò 0.55 %. Òàêîå íèçêîå çíà÷åíèå ïîðèñòîñòè ïîêðûòèé íå èäåò íè â êàêîå ñðàâíåíèå ñ ïîðèñòîñòüþ ïëàçìåííûõ ïîêðûòèé (215 %), ÷òî ñîîòâåòñòâåííî äàåò áîëåå âûñîêèå ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîêðûòèé, íàíåñåííûõ ìåòîäîì ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè. Êîìïîçèöèîííûå ïîêðûòèÿ íà îñíîâå õðîìîìàðãàíöåâîé ñòàëè ñ àçîòîì ñ êàðáîíèòðèäíûì óïðî÷íåíèåì Îäíèì èç ïóòåé ïîâûøåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñïëàâîâ ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå â êà÷åñòâå òâåðäîé ñîñòàâëÿþùåé êàðáîíèòðèäîâ ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ áîëåå ïåðñïåêòèâíûìè, ïî ñðàâíåíèþ ñî ñïëàâàìè íà îñíîâå èõ êàðáèäîâ, èç-çà áîëåå âûñîêîãî ïðîòèâîäåéñòâèÿ óäàðíûì íàãðóçêàì è íèçêîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ.  ñâÿçè ñ ýòèì ìåòîäîì ýëåêòðîííîëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè áûëè ïîëó÷åíû ïîêðûòèÿ íà îñíîâå àçîòñîäåðæàùåé õðîìîìàðãàíöåâîé ñòàëè ñ 40 % TiC 0.5 N 0.5 , ñòðóêòóðà êîòîðûõ ôàêòè÷åñêè á Ðèñ. 3. Ìèêðîñòðóêòóðû íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé: Ð6Ì5 + 50 % TiC; × 500 (à); Õ20ÀÃ20 + 40 % TiC0.5N0.5; × 3 000 (á) 102 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) à á Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà îòíîñèòåëüíîé èçíîñîñòîéêîñòè îò ñîñòàâà íàïëàâëÿåìîãî ïîêðûòèÿ äî è ïîñëå òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äóïëåêñíóþ ñòðóêòóðó ñ ðàâíîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì ÷àñòèö êàðáîíèòðèäà òèòàíà, çàíèìàþùèõ ïðèìåðíî ïîëîâèíó èõ ïëîùàäè (ðèñ. 3, á). Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçàëè, ÷òî â ïðîöåññå ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé íàïëàâêè ôîðìèðóþòñÿ êà÷åñòâåííûå ãðàäèåíòíûå ïîêðûòèÿ, àáðàçèâíàÿ ñòîéêîñòü êîòîðûõ ïîâûøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ñîäåðæàíèÿ êàðáîíèòðèäîâ òèòàíà. Ñâîéñòâà íàïëàâëåííûõ ïîêðûòèé ìîæíî âàðüèðîâàòü ñ ïîìîùüþ òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè. Òàê, ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ èçíîñîñòîéêîñòè ïîêðûòèé (K è = 16) äîñòèãàþòñÿ ïîñëå çàêàëêè ñ 1 200 °Ñ íà âîäó (ðèñ. 4). Áîðèäíûå ïîêðûòèÿ Ýëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ îäèí èç íåìíîãèõ ìåòîäîâ, ïîçâîëÿþùèé ïîëó÷àòü êà÷åñòâåííûå áîðèäíûå ïîêðûòèÿ òðèáîòåõíè÷åñêîãî è òåðìîáàðüåðíîãî íàçíà÷åíèÿ íà ìåòàëëàõ è ñïëàâàõ. Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíû ñòðóêòóðû ïîêðûòèé èç òåðìîðåàãèà Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü ïàðàìåòðîâ ýëåêòðîííîãî ïó÷êà è èçíîñà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ (à) è øàðèêà (á) äëÿ ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ: ÏÃ-ÓÑ25 (1); ÏÐ-Í70-Õ17Ñ4Ð4 (2); ÏÃ-ÓÑ-25 + 35 % TiC + Fe (3); Ð6Ì5 + + 30 % TiCN (4); 3 % C + 1 % Cr + 1 % Ni (5); SCM415H (6) ðóþùèõ ñìåñåé ïîðîøêîâ FeB è FeTi íà ñòàëüíîé ïîäëîæêå (ðèñ. 5, à) è B 4 C è Ti íà òèòàíîâîì ñïëàâå ÂÒ6 (ðèñ. 5, á). Ïðîâåäåííûå èñïûòàíèÿ íàïëàâëåííîãî íà ñïëàâ ÂÒ6 ïîêðûòèÿ Ti + 10 % B 4 C íà àáðàçèâíóþ èçíîñîñòîéêîñòü â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 23.208-79 ïîêàçàëè óâåëè÷åíèå ñòîéêîñòè, ïî ñðàâíåíèþ ñî ñïëàâîì ÂÒ6, â 9.6 ðàçà. Íà ðèñ. 6 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé íåêîòîðûõ êîìïîçèöèîííûõ ïîêðûòèé, ïðîâåäåííûõ ÿïîíñá Ðèñ. 5. Ìèêðîñòðóêòóðû îáðàçöîâ 50 % FeB + 50 % FeTi (ñòàëüíàÿ ïîäëîæêà) (à) è Ti + 10 % B4C (ïîäëîæêà èç ñïëàâà ÂÒ6) (á) 103 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) à á Ðèñ. 7. Ìèêðîñòðóêòóðà ïîêðûòèÿ Cu + 40 % Cr (à); âíåøíèé âèä âàêóóìíîé äóãîãàñèòåëüíîé êàìåðû (á) Òàáëèöà 2 Âîññòàíàâëèâàåìûå äåòàëè Äîñòèãàåìûé ýôôåêò Ïðîêàòíûå âàëêè ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâ, âîçäóøíûå è êèñëîðîäíûå ôóðìû, êðèñòàëëèçàòîðû íåïðåðûâíîé ðàçëèâêè ñòàëè, çàùèòíûå êîæóõè òåðìîïàð Çàìåíà äîðîãèõ ëåãèðîâàííûõ ñòàëåé íà äåøåâûå óãëåðîäèñòûå ïðè èçãîòîâëåíèè ñåðäöåâèíû âàëêîâ ñ îäíîâðåìåííûì ïîâûøåíèåì ñòîéêîñòè çà ñ÷åò íàïëàâêè æàðîïðî÷íîãî è èçíîñîñòîéêîãî ïîêðûòèÿ. Ïîâûøåíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè äîìåííûõ ïå÷åé (35 %). Ýêîíîìèÿ êîêñà (23 %) Ëîïàòêè ïàðîâûõ è ãàçîâûõ òóðáèí Çàìåíà äîðîãîñòîÿùèõ òâåðäûõ ñïëàâîâ, èñïîëüçóþùèõñÿ äëÿ íàïàéêè íà ëîïàòêè ïàðîâûõ è ãàçîâûõ òóðáèí, âîññòàíîâëåíèå èçíîøåííûõ è óïðî÷íåíèå íîâûõ äåòàëåé ñ ïîâûøåíèåì ðåñóðñà ðàáîòû â 1.52 ðàçà Äåòàëè çàïîðíî-ðåãóëèðóþùåé òðóáîïðîâîäíîé àðìàòóðû (ñåäëà, êëàïàíû, øòîêè), ïðèìåíÿåìîé â ýíåðãåòèêå, íåôòåãàçîäîáûâàþùåé è íåôòåõèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè Âîññòàíîâëåíèå èçíîøåííûõ äåòàëåé íàíåñåíèåì èçíîñîñòîéêèõ, êîððîçèîííîñòîéêèõ è ýðîçèîííîñòîéêèõ ïîêðûòèé ñ ïîâûøåíèåì ðåñóðñà ðàáîòû â 1.53 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè òåõíîëîãèÿìè íàïûëåíèÿ è íàïëàâêè Èçíîñîñòîéêèå ïîêðûòèÿ íà øåéêè êîëåí÷àòûõ âàëîâ äèçåëüíûõ è êàðáþðàòîðíûõ äâèãàòåëåé, íàñîñîâ, êîìïðåññîðîâ, êðåñòîâèíû êàðäàííûõ ïåðåäà÷ Âîññòàíîâëåíèå èçíîøåííûõ è óïðî÷íåíèå íîâûõ äåòàëåé ñ ïîâûøåíèåì ðåñóðñà ðàáîòû â 25 ðàç Çàùèòíûå ðóáàøêè âàëîâ íàñîñîâ (ïîä ñàëüíèêîâóþ íàáèâêó) Ïîâûøåíèå ðåñóðñà ðàáîòû äî 5 ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ çàêàëåííîé óãëåðîäèñòîé ñòàëüþ Çàùèòíûå ïîêðûòèÿ íà ôóðìû äëÿ äîìåííîãî ïðîèçâîäñòâà, ðàáîòàþùèå â âûñîêîòåìïåðàòóðíîì ãàçîâîì ïîòîêå ñ àáðàçèâíûìè ÷àñòèöàìè Ïîâûøåíèå ðåñóðñà ðàáîòû äî 10 ðàç Èçíîñîñòîéêèå ïîêðûòèÿ íà çóáüÿ êîâøåé ýêñêàâàòîðîâ Êîìàöó Ïîâûøåíèå ðåñóðñà ðàáîòû äî 3 ðàç Ïîðøíè èç ñèëóìèíà äëÿ ìîùíûõ äèçåëüíûõ äâèãàòåëåé Âîññòàíîâëåíèå èçíîøåííûõ ïîðøíåé íàïëàâêîé ðàçðóøåííûõ êàíàâîê ïîä ïîðøíåâûå êîëüöà Ýëåêòðè÷åñêèå êîíòàêòû âûñîêîâîëüòíûõ âûêëþ÷àòåëåé Âîññòàíîâëåíèå èçíîøåííûõ êîíòàêòîâ íàïëàâêîé ïîðîøêîâûõ êîìïîçèöèé. Èçãîòîâëåíèå íîâûõ êîíòàêòîâ äëÿ âàêóóìíûõ äóãîãàñèòåëüíûõ êàìåð ñ äâóêðàòíûì óäåøåâëåíèåì è îäíîâðåìåííûì ïîâûøåíèåì äóãîñòîéêîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíòàêòàìè, ïðîèçâîäèìûìè ìåòîäàìè ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè Äåðåâîðåæóùèé è ìåòàëëîðåæóùèé èíñòðóìåíò Çàìåíà íåêîòîðûõ ìàðîê òâåðäîãî ñïëàâà ñ îäíîâðåìåííûì óäåøåâëåíèåì èíñòðóìåíòà 104 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Ðèñ. 8. Âíåøíèé âèä ôóðìû êîé ôèðìîé Êîìàöó. Èñïûòàíèÿ íà èçíîñ ïðè ñóõîì òðåíèè ïðîâîäèëè ïî ñõåìå âîçâðàòíî-ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ øàðèêà ïî ïëîñêîñòè ïðè äâóõ íàãðóçêàõ: 10 è 50 Í. Ïñåâäîñïëàâû íà ìåäíîé îñíîâå Ìàòåðèàëû íà îñíîâå ïñåâäîñïëàâà CuCr, ñîäåðæàùåãî îò 20 äî 70 âåñ. % Cr, øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â êà÷åñòâå êîíòàêòíîãî ìàòåðèàëà äëÿ âàêóóìíûõ äóãîãàñèòåëüíûõ êàìåð. Ïðè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé íàïëàâêå ïîðîøêîâîé ñìåñè ïðîèñõîäèò ïëàâëåíèå ÷àñòèö ïîðîøêà ìåäè è õðîìà. Ðàñïëàâëåííûé õðîì çàõâàòûâàåòñÿ ãèäðîäèíàìè÷åñêèìè ïîòîêàìè, ñóùåñòâóþùèìè â âàííå ðàñïëàâà, è ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî îáúåìó æèäêîìåòàëëè÷åñêîé âàííû.  ðåçóëüòàòå ïëàâëåíèÿ, ïåðåìåøèâàíèÿ è êðèñòàëëèçàöèè ïðîèñõîäèò äèñïåðãàöèÿ ÷àñòèö õðîìà è ðàôèíèðîâàíèå íàïëàâëÿåìîãî ìàòåðèàëà. Ýòî ïîçâîëÿåò ñôîðìèðîâàòü ìåëêîçåðíèñòóþ ñòðóêòóðó ïñåâäîñïëàâà (ðèñ. 7), îáåñïå÷èâàþùóþ âûñîêóþ îòêëþ÷àþùóþ ñïîñîáíîñòü è íàäåæíîñòü âàêóóìíûõ äóãîãàñèòåëüíûõ êàìåð. Ïðèìåíåíèå òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè Ýëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ êàê ñïîñîá íàíåñåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ ïîêðûòèé íà èçäåëèÿ ñàìîãî ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ, èçãîòîâëåííûå èç ñòàëè, ÷óãóíà, ìåäè, òèòàíà, àëþìèíèÿ è èõ ñïëàâîâ, ïðîøëà øèðîêóþ àïðîáàöèþ è èñïîëüçóåòñÿ â ðàçëè÷íûõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè (ñì. òàáëèöó 2). Ìàêñèìàëüíûé ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò îò èñïîëüçîâàíèÿ ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé íàïëàâêè ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ïîëó÷åí â ìåòàëëóðãè÷åñêîé îòðàñëè. Òàê, âîçäóøíûå ôóðìû (ðèñ. 8) ñ èçíîñîñòîéêèì ïîêðûòèåì, íàíåñåííûì ïî òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè, íà ÎÀÎ Çàïàäíî-ñèáèðñêèé ìåòàëëóðãè÷åñêèé êîìáèíàò íà äîìíå ¹ 3 ðàáîòàþò ñ ñåíòÿáðÿ 2000 ãîäà (áîëåå ñåìíàäöàòè ìåñÿöåâ). Óæå â øåñòü ðàç ïðåâûøåí ñðåäíåñòàòè÷åñêèé ñðîê ñëóæáû ôóðì, îæèäàåòñÿ äåñÿòèêðàòíîå óâåëè÷åíèå. Ýêîíîìè÷åñêèé ýô- ôåêò îò èñïîëüçîâàíèÿ 28 ôóðì â 2001 ãîäó ñîñòàâèë 7.5 ìëí ðóáëåé. Èñïîëüçîâàíèå â ìàñøòàáàõ Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè òàêèõ ôóðì ïîçâîëèò ïîëó÷èòü ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò ïîðÿäêà 1.5 ìëðä ðóáëåé. Íà âàëêàõ, èçãîòîâëåííûõ ïî òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé íàïëàâêè, íà ÎÀÎ Çàïàäíî-ñèáèðñêèé ìåòàëëóðãè÷åñêèé êîìáèíàò ïðîêàòàíî 27 800 òîíí êàòàíêè áåç ïåðåçàòî÷êè, ÷òî â 7÷9 ðàç ïðåâûøàåò ïîêàçàòåëè ñåðèéíî èçãîòàâëèâàåìûõ âàëêîâ.  ÎÀÎ ÝÍÅÊÎ (ã. Ìèíóñèíñê) óñïåøíî çàêîí÷èëèñü èñïûòàíèÿ ýëåêòðîäîâ âàêóóìíûõ äóãîãàñèòåëüíûõ êàìåð âûñîêîâîëüòíûõ âûêëþ÷àòåëåé, èçãîòîâëåííûõ ìåòîäîì ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè, êîòîðûå ïîêàçàëè, ÷òî ïðèìåíåíèå ýòîé òåõíîëîãèè ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü íà 40÷50 % âàæíåéøèå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âûêëþ÷àòåëåé. Âûïîëíåíû ÍÈÎÊÐ ïî èçãîòîâëåíèþ êðèñòàëëèçàòîðîâ ñ èçíîñîñòîéêèì è æàðîñòîéêèì ïîêðûòèåì íà îñíîâå èíòåðìåòàëëèäîâ ( Ni 3Al), íèêåëü-õðîìîâûõ (NiCr) ïîêðûòèé â ÷èñòîì âèäå è ñ êàðáîíèòðèäíûì óïðî÷íåíèåì (TiCN). Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü óâåëè÷åíèÿ ñðîêà ñëóæáû êðèñòàëëèçàòîðîâ â (3÷4 ðàçà). Ñ ÎÀÎ Ëåíèíãðàäñêèé ìåòàëëè÷åñêèé çàâîä âåäåòñÿ ÍÈÎÊÐ ïî ïîâûøåíèþ ñðîêà ñëóæáû ñòàëüíûõ è òèòàíîâûõ ëîïàòîê ïàðîâûõ òóðáèí. Èíñòèòóò ôèçèêè ïðî÷íîñòè è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÑÎ ÐÀÍ ÿâëÿåòñÿ ìîíîïîëèñòîì â îáëàñòè ýëåêòðîííîëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè, òàê êàê ïîìèìî ñàìîé òåõíîëîãèè â Èíñòèòóòå ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ è îòðàáîòàíî ïðîèçâîäñòâî êîìïîçèöèîííûõ ïîðîøêîâûõ ìàòåðèàëîâ èç âòîðè÷íîãî ñûðüÿ, à òàêæå ðàçðàáîòàíî ïðèíöèïèàëüíî íîâîå ýëåêòðîííî-ëó÷åâîå îáîðóäîâàíèå äëÿ ðåàëèçàöèè òåõíîëîãèè ýëåêòðîííî-ëó÷åâîé ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè íà áàçå ýëåêòðîííûõ ïóøåê ñ ïëàçìåííûì êàòîäîì. Âñå ýòè àñïåêòû åäèíîãî êîìïëåêñà çàùèùåíû ïàòåíòàìè ÐÔ, çàÿâêàìè íà ïàòåíòû ÐÔ, íîó-õàó. Âåäåòñÿ ìåæäóíàðîäíîå ïàòåíòîâàíèå. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ÐÔÔÈ (ãðàíò ¹ 00-15-96174). Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) 105 Òåõíîëîãèè è îáîðóäîâàíèå äëÿ óëüòðàçâóêîâîé óäàðíîé îáðàáîòêè ñâàðíûõ øâîâ êîíñòðóêöèé Â.À. Êëèìåíîâ, Î.À. Áåëÿâñêàÿ, À.È. Òîëìà÷åâ, Î.Í. Íåõîðîøêîâ Èíñòèòóò ôèçèêè ïðî÷íîñòè è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÑÎ ÐÀÍ, Òîìñê, 634021, Ðîññèÿ Êðàòêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàçðàáîòêè Òåõíîëîãèÿ ñîçäàíà íà îñíîâå èññëåäîâàíèé ñòðóêòóðíûõ è ôàçîâûõ ïðåâðàùåíèé, ïðîèñõîäÿùèõ â êîíñòðóêöèîííûõ ñòàëÿõ è ñïëàâàõ ïðè âîçäåéñòâèè ìîùíîãî óëüòðàçâóêà, è ïðèìåíåíèÿ óëüòðàçâóêîâîãî îáîðóäîâàíèÿ, èçãîòàâëèâàåìîãî â ã. Ñåâåðîäâèíñêå. Òåõíîëîãèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ îáðàáîòêè ñâàðíîãî øâà è çîíû òåðìè÷åñêîãî âëèÿíèÿ ñâàðíûõ êîíñòðóêöèé, èñïûòûâàþ- Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ: • ìîñòîâûå êîíñòðóêöèè, êðàíû; • òðóáîïðîâîäû è åìêîñòè õðàíåíèÿ íåôòè è àãðåññèâíûõ æèäêîñòåé; • àâòîòðàêòîðíàÿ òåõíèêà (êîëåí÷àòûå âàëû, ýëåìåíòû ãèäðàâëè÷åñêèõ ñèñòåì, öèëèíäðû äâèãàòåëåé, ñâàðíûå êóçîâà áîëüøåãðóçíûõ àâòîìîáèëåé); • ýëåìåíòû íà êðóïíûõ êîðïóñíûõ äåòàëÿõ ýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ. ùèõ öèêëè÷åñêèå è çíàêîïåðåìåííûå íàãðóçêè. Òåõíîëîãèÿ îñíîâàíà íà îáðàáîòêå ïîâåðõíîñòè ñâàðíîãî øâà è çîíû òåðìè÷åñêîãî âëèÿíèÿ áîéêàìè ñ óëüòðàçâóêîâîé ÷àñòîòîé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå ïðîèñõîäèò èçìåëü÷åíèå çåðíà è ïåðåðàñïðåäåëåíèå îïàñíûõ îñòàòî÷íûõ íàïðÿæåíèé ñ ðàñòÿãèâàþùèõ íà ñæèìàþùèå.  ðåçóëüòàòå äàííîé îáðàáîòêè ïîâûøàþòñÿ òâåðäîñòü, ïðî÷íîñòü è öèêëè÷åñêàÿ äîëãîâå÷íîñòü ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ â 34 ðàçà. Ïðåèìóùåñòâà: • óâåëè÷èâàåò ñðîê ñëóæáû ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ â 34 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ íåîáðàáîòàííûì; • ïðîöåññ ýêîíîìè÷åñêè áîëåå âûãîäåí ïî ñðàâíåíèþ ñ òåõíîëîãèåé ñíÿòèÿ íàïðÿæåíèÿ ñ ïîìîùüþ íàãðåâà â 45 ðàç; • ïîâûøàåò áåçîïàñíîñòü è ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðóäà, óëó÷øàåò óñëîâèÿ ðàáîòû. Ïðåäëîæåíèÿ: • ðàçðàáîòêà òåõíîëîãèé óïðî÷íåíèÿ ñâàðíûõ êîíñòðóêöèé; • ïðîäàæà òåõíîëîãèé è óñòàíîâîê; • ïðîäàæà ëèöåíçèè. 106 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Àêóñòî-îïòè÷åñêèé èçìåðèòåëüíûé êîìïëåêñ Â.È. Ñûðÿìêèí, Ñ.Â. Ïàíèí, Â.À. Êóëèêîâ, Í.À. Çóåâ, À.Â. ×åñíîêîâ, Ä.À. Ñàííèêîâ, Â.Ï. Òóãîëóêîâ, Ï.Ã. Ïåíüêîâ Èíñòèòóò ôèçèêè ïðî÷íîñòè è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÑÎ ÐÀÍ, Òîìñê, 634021, Ðîññèÿ Îïòèêî-òåëåâèçèîííûå èçìåðèòåëüíûå ñèñòåìû (ÎÒÈÑ) ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èññëåäîâàíèÿ è àòòåñòàöèè ìàòåðèàëîâ è íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ ó÷àñòêîâ êîíñòðóêöèé. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÎÒÈÑ îñíîâàí íà êîíöåïöèè ôèçè÷åñêîé ìåçîìåõàíèêè ìàòåðèàëîâ è àíàëèçå îïòè÷åñêîé èíôîðìàöèè î ðåëüåôå èññëåäóåìîé ïîâåðõíîñòè. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ÎÒÈÑ ïîçâîëÿåò íà îñíîâå ñòàòèñòè÷åñêèõ è ñòðóêòóðíûõ àëãîðèòìîâ îáðàáîòêè èçîáðàæåíèé îïðåäåëÿòü ìåñòî ðàçðóøåíèÿ è ïðåäñêàçûâàòü ðåñóðñ ðàáîòû íàãðóæåííûõ ìàòåðèàëîâ. Êîìïëåêñ TOMSC-2 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ïðîâåäåíèÿ äèàãíîñòèêè óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ, êîíòðîëÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé, ðàçëè÷íûõ äåòàëåé ìàøèí è êîíñòðóêöèé â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ èëè çàâîäñêèõ ëàáîðàòîðèÿõ, à òàêæå äëÿ ðàáîòû â ñîñòàâå êîìáèíèðîâàííîãî àêóñòîîïòè÷åñêîãî êîìïëåêñà. Êîìïëåêñ ñîñòîèò èç ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà êëàññà notebook, îïòè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà, óñòðîéñòâà ïîäñâåòêè, èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, òåëåâèçèîííîé êàìåðû, óñòðîéñòâà ââîäà èçîáðàæåíèé, êîíòðîëëåðà ìåõàíèçìà ñêàíèðîâàíèÿ, êëàâèàòóðû àâòîíîìíîãî óïðàâëåíèÿ, ñêàíèðóþùåãî óñòðîéñòâà, ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Ðàçðàáîòàíî íåñêîëüêî ìîäèôèêàöèé îïòèêî-òåëåâèçèîííûõ èçìåðèòåëüíûõ ñèñòåì TOMSC (tå1åvision îðtiñà1 meter for surface characterization). Êîìïëåêñ TOMSC-1 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ èññëåäîâàíèÿ ìåõàíèçìîâ ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ íà ìåçîóðîâíå è ðàçðóøåíèÿ, à òàêæå îöåíêè ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê â ëîêàëüíûõ îáëàñòÿõ íàãðóæåííûõ ìàòåðèàëîâ. Ñîñòàâ: îïòè÷åñêèé ìèêðîñêîï ñ íàáîðîì ñìåííûõ îáúåêòèâîâ, óñòðîéñòâî ïîäñâåòêè, òåëåâèçèîííàÿ êàìåðà âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ, ñïåöèàëèçèðîâàííûå èíòåðôåéñû, âèäåîêîíòðîëüíîå óñòðîéñòâî, ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð, ñêàíèðóþùåå óñòðîéñòâî, èñòî÷íèê ïèòàíèÿ, ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå. Êîìïëåêñ TOMSC-3 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ îáåñïå÷åíèÿ îáðàçîâàòåëüíûõ êóðñîâ ïî îñíîâàì ôèçè÷åñêîé ìåçîìåõàíèêè ìàòåðèàëîâ, ïðîâåäåíèÿ òåñòîâûõ èñïûòàíèé ìàòåðèàëîâ ñ ïîêðûòèÿìè, à òàêæå ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò äëÿ ñòóäåíòîâ è àñïèðàíòîâ ôèçè÷åñêèõ è ôèçèêî-òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé óíèâåðñèòåòîâ. Ñîñòàâ: óñòðîéñòâî íàãðóæåíèÿ, ìåòàëëîãðàôè÷åñêèé ìèêðîñêîï, òåëåâèçèîííàÿ êàìåðà, óñòðîéñòâî ââîäà èçîáðàæåíèÿ, ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð, êîíòðîëëåð óñòðîéñòâà íàãðóæåíèÿ, ñêàíèðóþùåå óñòðîéñòâî, êîíòðîëëåð ñêàíèðóþùåãî óñòðîéñòâà, ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, èñòî÷íèê ïèòàíèÿ. 107 Ôèçè÷åñêàÿ ìåçîìåõàíèêà 5 1 (2002) Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû ìîáèëüíîé ÎÒÈÑ (êîìïëåêñ TOMSC-2) Äèàïàçîí óâåëè÷åíèé îïòè÷åñêîãî òðàêòà Ïàðàìåòðû îöèôðîâàííûõ èçîáðàæåíèé (óñòðîéñòâî ââîäà VideoPort Professional) × 10500 768×576 ïèêñåëîâ 256 óðîâíåé ñåðîãî Ìèíèìàëüíîå ñìåùåíèå ñêàíèðóþùåãî óñòðîéñòâà: ïî îñè Õ ïî îñè Y 0.01 ìì 0.01 ìì Ðàçìåð ïîëÿ ñêàíèðîâàíèÿ: ïî îñè Õ ïî îñè Y 37 ìì 45 ìì Âðåìÿ ðàñ÷åòà ïîëÿ âåêòîðîâ ñìåùåíèé (â çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîòû ïðîöåññîðà) 445 c Êîëè÷åñòâî ñêîðîñòåé ïåðåìåùåíèÿ ñêàíèðóþùåãî óñòðîéñòâà 16 Êîëè÷åñòâî óðîâíåé ÿðêîñòè óñòðîéñòâà ïîäñâåòêè 16 Îøèáêà îïðåäåëåíèÿ ñìåùåíèé ëîêàëüíûõ ó÷àñòêîâ èçîáðàæåíèé Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü Ãàáàðèòíûå ðàçìåðû Âåñ 0.10.6 % îò ðàçìåðà èçîáðàæåíèÿ 0.4 ìêì 50×100×50 ñì 15 êã  ÈÔÏÌ ÑÎ ÐÀÍ è ÍÏÏ Ìåòàêîí-Òîìè÷ ðàçðàáîòàí íîâûé ïðèáîð íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ, îñíîâàííûé íà âîçáóæäåíèè â èññëåäóåìîì îáúåêòå èìïóëüñíûõ âîëí íàïðÿæåíèé è àíàëèçå àêóñòî-ýìèññèîííûõ õàðàêòåðèñòèê âîçíèêàþùèõ ïðè ýòîì âîëí ðàçðÿäêè, òèï êîòîðûõ çàâèñèò îò ðàçìåðîâ îáúåêòà, ìàòåðèàëà, ñòðóêòóðû è íàëè÷èÿ äåôåêòîâ. Àêóñòî-îïòè÷åñêèé ìåòîä äèàãíîñòèêè áûë ðàçðàáîòàí íà îñíîâå ïîäõîäà ôèçè÷åñêîé ìåçîìåõàíèêè ìàòåðèàëîâ, ïîçâîëÿþùåãî âûäåëÿòü è îöåíèâàòü õàðàêòåðíûå ñòàäèè ðàçâèòèÿ ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè, óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ è èçíàøèâàíèÿ ïî õàðàêòåðíûì ïðîöåññàì, ðàçâèâàþùèìñÿ â íàãðóæåííîì òâåðäîì òåëå. Ïðåäëîæåííûé ìåòîä äèàãíîñòèêè îñíîâàí íà âûÿâëåíèè êîëè÷åñòâåííûõ ñîîòíîøåíèé õàðàêòåðèñòèê äåôåêòîâ, çàëîæåííûõ íà ñòàäèè èçãîòîâëåíèÿ, èçìåíå- Õàðàêòåðèñòèêè àêóñòè÷åñêîãî ïðèáîðà, âõîäÿùåãî â ñîñòàâ äèàãíîñòè÷åñêîãî êîìïëåêñà Êîëè÷åñòâî çàïèñûâàåìûõ â ïàìÿòü ðåçóëüòàòîâ 100 Îáëàñòü âîñïðèíèìàåìûõ çâóêîâûõ ÷àñòîò 020 000 Ãö Îáëàñòü ëèíåéíîé õàðàêòåðèñòèêè äàò÷èêà 5005000 Ãö Ãàáàðèòíûå ðàçìåðû îñíîâíîãî áëîêà 25×30×10 ñì Âåñ ïðèáîðà â êîìïëåêòå 1 êã íèÿ ñòðóêòóðû è ïàðàìåòðîâ âñëåäñòâèå öèêëè÷åñêèõ íàãðóçîê, êîððîçèîííîãî è ýðîçèîííîãî âîçäåéñòâèÿ âíåøíèõ ôàêòîðîâ â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè ìåòàëëè÷åñêèõ è êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ ñ ôèçè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè çàòóõàíèÿ çâóêîâîé âîëíû è èçìåíåíèÿìè òîíêîãî ïðîôèëÿ ïîâåðõíîñòè ýòîãî ìàòåðèàëà. Ïîñêîëüêó êàæäîìó âðåìåííóìó èíòåðâàëó ñðîêà ñëóæáû ìàòåðèàëà (îáîðóäîâàíèÿ) ñîîòâåòñòâóåò îïðåäåëåííûé õàðàêòåð äåôîðìàöèîííîé ñòðóêòóðû, âîçíèêøåé âñëåäñòâèå ðîñòà óñòàëîñòíîé òðåùèíû (çíà÷èòåëüíûõ ëîêàëüíûõ äåôîðìàöèé, óìåíüøåíèÿ òîëùèíû èçäåëèÿ âñëåäñòâèå àáðàçèâíîãî èçíîñà èëè êîððîçèè), òî, îöåíèâàÿ ýòîò óðîâåíü ïî âåëè÷èíå îïðåäåëÿåìîãî ýêñïåðèìåíòàëüíî ïàðàìåòðà çàòóõàíèÿ àêóñòè÷åñêîé âîëíû è/ èëè ïî âåëè÷èíå èçìåíåíèÿ òîíêîãî ïðîôèëÿ ïîâåðõíîñòè äèàãíîñòèðóåìîãî îáîðóäîâàíèÿ, ìîæíî ñïðîãíîçèðîâàòü îñòàòî÷íûé ðåñóðñ ðàáîòû èçäåëèÿ. Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïåðåíîñíîãî àêóñòè÷åñêîãî äèàãíîñòè÷åñêîãî ïðèáîðà: • èçãîòîâëåí íà îñíîâå ðóêîâîäÿùèõ íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ ÐÄ 50-447-8 Ðàñ÷åòû è èñïûòàíèÿ íà ïðî÷íîñòü, àêóñòè÷åñêàÿ ýìèññèÿ, îáùèå ïîëîæåíèÿ è òðåáîâàíèé ÃÎÑÒ 12997-76; • ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïîäãîòîâêè ê ðàáîòå íå áîëåå 10 ìèíóò; • ãàáàðèòíûå ðàçìåðû íå áîëåå 30×30×10 ñì; • îáúåì ïàìÿòè 1 Ìá; • òèï óïðàâëåíèÿ ðåæèìàìè ðàáîòû ïðîãðàììèðóåìûé.