Техника - молодёжи 1981-11, страница 10

I

готовлении из металлокерамики конструкционных деталей машин и механизмов. Если шестерни и фланцы, лопасти и кулачки, роторы и втулки и т. п. машиностроительные иаделия требуют на «припуск» не менее чем полуторакрат-ного запаса высококачественного металла, то отходов при производстве деталей иэ порошков получается в десять (I) раз меньше. Попутно безотходная технология «упразднила» целый ряд металлургических переделов и обрабатывающих операций, значительно спрямив путь «из металла в деталь», поэтому себестоимость спеченных иаделий в два-три раза ниже, чем у литых или катаных. Но зто лишь одна сторона медали.

Порошковая технология намного увеличила «долголетие» машин — зто вторая сторона! Всего две, от силы 3 тыс. ч работали быстроизнашивающиеся части гидроаппара туры, после чего дорогостоящие узлы из легированной стали отправлялись в утиль. Металлокера-мические детали продлили жизнь аппаратам до 10 тыс. ч, то есть более чем в три раза. Еще в большей степени — в б—6 рае — увеличилась стойкость инструмента из порошковой быстрорежущей стали. Но рекорд принадлежит металлоке-рамическим валкам прокатных станов, ресурс которых увеличился в 60—60 раз!

В чем кроется секрет «долголетия» спеченных деталей? Какие внутренние ресурсы металла удалось столь блестяще использовать?

УПРАВЛЯЯ РОСТОМ КРИСТАЛЛОВ

Как иавестно, за последние сто лет металлурги увеличили прочность стали в 10 раз исключительно благодаря тому, что размер зерен, образующихся при кристаллизации металла, им удалось уменьшить почти в 100 раз. Известно также, что зернистость, а следовательно, и качество стального сляба зависят от скорости охлаждения расплава. При затвердевании металла в больших слитках, например в изложницах или в машинах непрерывного литья заготовок, кристаллы вырастают до значительных размеров. Причем те, что находятся ближе к центру, крупнее тех, что на периферии, где охлаждение более интенсивное.

Кроме того, в крупных слитках, в которых металл затвердевает сотни часов, возникают газовые пустоты и неравномерное распределение легирующих добавок. Все это реэко сниж.ает качество металла! Ускорить же охлаждение во многих случаях невозможно из-за опасности появления трещин. По

этому слиток обрезают, удаляя до ^,/з загрязненной части...

Порошковая металлургия в отличие от традиционной позволяет не только экономить огромные количества высоколегированной стали, но и «управляет» качеством получаемой продукции!

Дело в том, что распыленные водой, воздухом или инертным газом мельчайшие капельки расплава остывают почти мгновенно. Капельная кристаллизация обеспечивает наивысшее качество микрослитков. Влияя на условия их роста, металловеды получают возможность создавать материалы с заданными свойствами — прочностью, вибростойкостью и т. п.

По этой причине вклад порошков значителен не только в машиностроительную и станкоинструмен-тальную отрасли, но также и в большую металлургию! Используя капельный расплав, металлурги уже научились получать «здоровые» слитки очень больших размеров. Почти идеальная структура гарантирует качество изделий.

РЕСТАВРАТОРЫ ДЕТАЛЕЙ

По оценкам специалистов, от коррозии и износа в народном хозяйстве ежегодно теряется около 15 млн. т металла. С учетом убытков вышедших по этой причине из строя машин урон составляет 50— 60 млрд. руб. Эту огромную цифру можно намного уменьшить, если бы удалось вернуть в строй те сложнейшие машины и механизмы, которые стали на «прикол» из-за износа пустякового узла...

— Вот такого, например. — Инженер научно-производственного объединения Тулачермет Николай Лобачев показывает автомобильный коленчатый вал. — Износ шейки всего в две «сотки» делает неработоспособной эту деталь.

Как тут быть? Выбрасывать весь коленвал или попытаться дочинить уяавимое место? Долго искали вы ход автомобилисты-техрологи, лотом обратились к «порощкови-кам»: помогите отреставрировать деталь. И специалисты НПО Тулачермет совместно с коллективом Института электросварки имени Е. О. Патона предложили восстанавливать изношенные поверхности плазменным напылением порошков.

Обычные железные порошки, которые идут на формовку деталей, здесь не годились. Шихта для напыления нужна «текучая», с гранулами сферической формы. Для большей прочности ее сделали антикоррозионной, на никелевой основе, с добавками кремния, бора и других элементов, чтобы обеспечить высокую прочность сцепления с основным материалом.

...В боксе, где происходит второе рождение детали, готовится к пуску универсальная плазменная установка. По внешнему виду это «гибрид» токарного станка и плазмотрона. Лобачев протянул мне наушники и черные очки, и тут же раздался резкий хлопок. Заработал плазмотрон. Оператор включает подачу станка — деталь, закрепленная в его патроне, начинает медленное вращение. Из дозатора в плазмотрон поступает порошок.

Плазменная струя жадно лижет металл. Скорость газовой струи превышает 300 м/с, температура — свыше 10 000°. Подхваченные плазмой, порошинки раскаленными болидами врезаются в изношенную поверхность. Намертво.

Через несколько минут напыление закончено, и Лобачев бережно берет в руки остывающий вал.

— Этот узел от нового отличается теперь разве что большей стойкостью, — говорит инженер, ловко перехватывая громадную деталь, чтобы получше рассмотреть напыленную шейку. — Первые образцы, которые мы восстановили, уже перекрыли норматив в 3—4 раза. И продолжают «бегать»!

— Выходит, методика себя оправдывает?

— Еще как! Новый коленвал стоит 20 рублей. А отреставрировать старый — всего лишь б. Вот и получается, что каждая деталь экономит 16 рублей.

Здесь же, в цехе, мы подошли к огромному стенду, сплошь уставленному деталями. Разными: от толстенного шкворня 180-тонного БелАЗа до доменных фурм.

— Это и выставка, и склад готовой продукции, — заметил инженер.

Судя по толпящимся у стенда заказчикам, новое направление порошковой металлургии в рекламе не нуждалось. Одни приехали получать уже отреставрированные детали, другие привезли изношенные. Мнение и тех и других было единодушным: у порошковой металлургии большое будущее.

Рождается «псевдослиток».