В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработана технология создания многофункциональных защитных покрытий, способных в шесть раз повысить износостойкость деталей промышленного оборудования.
Совместный проект с Институтом ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН, реализуемый при поддержке гранта Российского научного фонда, уже доказал свою эффективность: новые композиции «сталь-покрытие» демонстрируют рекордные показатели жаростойкости, в 6 раз превышающие параметры обычной нержавеющей стали при экстремальных температурах до 950 °C, а твердость сформированных слоев достигает 25 ГПа.
Разработка призвана решить критическую проблему современного машиностроения — одновременное воздействие агрессивных сред, высоких температур и абразивных частиц, которое приводит к преждевременному выходу из строя ответственных узлов. Как пояснила доцент кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ НЭТИ, кандидат технических наук Екатерина Дробяз, совместное действие кислот, водяного пара и механического износа разрушает поверхность даже самых надежных сплавов.
Сибирские материаловеды предложили экономически приемлемое решение: формирование на поверхности деталей покрытия, чьи защитные свойства кратно превосходят характеристики основного металла, что критически важно для нефтегазовой и химической отраслей.
В основе технологии лежит использование уникального промышленного ускорителя электронов ЭЛВ-6, созданного в ИЯФ СО РАН. Благодаря энергии пучка до 2,5 МэВ электроны проникают глубоко в слой наплавляемого порошка и в поверхность самой детали, создавая прочное соединение.
Толщина получаемого покрытия достигает 5 мм, а широкая переходная зона гарантирует высокую адгезию и монолитность композиции. Ключевой секрет успеха, как отметила доцент Евдокия Бушуева, заключается в подборе состава порошковых смесей: основой стали сверхтвердые соединения бора, а микродобавки тантала и хрома обеспечивают формирование защитной пассивирующей пленки при контакте с кислотами.
Экспериментальные испытания подтвердили выдающиеся характеристики разработки. Помимо шестикратного повышения износостойкости и жаростойкости при 850 °C, отдельные составы (Ta-Nb-CrB) сохраняют защитные свойства при нагреве до 950 °C. Это означает, что оборудование, обработанное по новой технологии, сможет работать в экстремальных условиях значительно дольше без потери производительности, сокращая простои и затраты на замену деталей для предприятий тяжелой промышленности.
Фото: Виктор Гуськов