Ультразвук + минерал = прочность

<BR><BR>Комплексная технология, разработанная петербургскими специалистами, позволяет снижать скорость изнашивания механизмов в 4-6 раз. В основе технологии -- использование мощного ультразвука и насыщение поверхности минеральными материалами.<BR>Проблема износа деталей очень актуальна: в промышленно развитых странах каждый третий специалист, занятый в производстве, занимается ремонтом машин и механизмов, устранением последствий отказов и аварий механических систем. На эти же цели на предприятиях направляется до 35% материальных ресурсов. Для российской промышленности, в которой основные фонды изношены на 70%, эта проблема и вовсе носит глобальный характер.<BR><BR><B>Полирует ультразвук</B><BR>"Слабым местом в машиностроении и других областях промышленности, занимающихся обработкой металла, продолжает оставаться конечная обработка деталей, -- рассказывает один из авторов новой технологии, директор Центра ультразвуковых технологий Юрий Холопов. -- Традиционные методы обработки приводят к тому, что поверхностная структура деталей становится менее прочной. К тому же это грязная ручная работа с использованием войлока, фетра, абразивных материалов, которые небезвредны для человека, поскольку содержат токсичные вещества".<BR>Юрий Холопов и его коллеги из Северо-Западного политехнического института разработали и внедрили безабразивную ультразвуковую финишную обработку (БУФО). Главный процесс этой технологии -- взаимодействие ультразвука с поверхностью детали, в результате которого сглаживаются вершины микронеровностей и значительно упрочняется поверхностный слой. В ряде случаев не нужна даже шлифовка на станке.<BR>К детали подводится инструмент с наконечником из твердого сплава, причем статическое давление этого наконечника на деталь обеспечивает лишь контакт с поверхностью. На ось наконечника передаются ультразвуковые колебания, которые разглаживают шероховатую поверхность и упрочняют поверхностный слой металла. Радиальная составляющая колебаний определяет глубину пластически деформированного слоя, а продольные разглаживают его, постепенно заполняя микровпадины микровыступами.<BR>Всего лишь один проход ультразвукового излучателя вдоль поверхности может уменьшить ее шероховатость (высоту микровыступов), например, с 6 до 0,1 мкм. Технология пригодна для большинства марок стали, алюминия, меди, ее сплавов и многих других цветных металлов и сплавов.<BR>Причем обрабатываются как цилиндрические (наружные и внутренние), так и шаровые, торцевые, конические поверхности, канавки, разнородные выступы и впадины. Для реализации этой технологии создана малогабаритная установка, которая может крепиться на обычном токарном или строгальном станке.<BR>Конечную продукцию изобретатели демонстрировали немецким специалистам, несколько лет назад технологию показывали "живьем" на рядовом американском токарном станке на международном симпозиуме в Янгстауне. Профилограммы подтвердили: чистота поверхности повышается с 4-го до 10-го класса за один проход ультразвука. Российская технология получила положительную оценку Международного корпуса экспертов США.<BR><BR><B>На износ нашли управу</B><BR>Одновременно с безабразивной финишной обработкой деталей изобретатели применили принцип насыщения поверхностных слоев трущихся деталей машин минеральными материалами, обладающими высокой термодинамической устойчивостью.<BR>"Мы установили, что обладающие волокнистой структурой серпентины* при нанесении их в измельченном виде на поверхность металла резко снижают коэффициент трения этой поверхности, -- рассказывает Юрий Холопов. -- Один из методов предусматривает использование смазки на основе серпентинового порошка, другой -- вбивание горошинок микронной величины непосредственно в металл при помощи силового ультразвука.<BR>Практика показала, что новая технология позволяет значительно уменьшить износ трущихся поверхностей и на 15% снизить энергопотребление. Например, в двигателях внутреннего сгорания межремонтные сроки увеличиваются в 4-6 раз, снижается потребление топлива на 8-15%, аналогичные результаты получены для воздушных компрессоров. В полиграфическом и пищевом оборудовании ресурс подшипников качения увеличивается в 5-6 раз".<BR>Новая технология может применяться как при изготовлении новых деталей, так и при ремонтно-восстановительных работах. Технология используется на ряде предприятий Северо-Запада и в других регионах России. Например, в ОАО "Авторемонтный завод" (г. Великий Новгород), ОАО "Энергомашспецсталь" (Украина), ОАО "Метафакс" (г. Губаха Пермской области). В одном из подразделений "Ленэнерго" с помощью новой технологии обрабатываются внутренние диаметры матриц для изготовления металлических труб.<BR>"БУФО обеспечило возможность получения чистоты обработки необходимого класса без шлифовки, при этом твердость поверхностного слоя увеличилась", -- отмечает заместитель директора центрального производственного ремонтного предприятия ОАО "Ленэнерго" Федор Пискаленко.<BR>Примечание:<BR>* -- Серпентин -- минерал из подкласса слоистых силикатов.