Российские учёные разработали новую технологию нанесения защитных покрытий для стали
В России создали новый метод нанесения защитных латунных покрытий на стальные детали. Для этого учёные из Сколтеха изменили один из этапов подготовки порошков для холодного напыления. Разработка улучшает качество нанесения и делает процесс более экономичным и экологичным, сообщили в пресс-центре Сколтеха.
ИСТОЧНИК ФОТО: Сгенерировано ИИ.
Учёные из Сколтеха (группа ВЭБ.РФ) создали и опробовали метод холодного напыления низкого давления. Они нанесли композитное покрытие на основе латуни с упрочняющими частицами на стальную деталь. Новая технология значительно дешевле альтернативных, приносит меньше вреда экологии и достаточно удобна в применении.
Латунные покрытия защищают металлические детали от трения, вибраций и коррозии, повышая срок их службы. Они применяются в разных сферах промышленности — на производстве, в авиации, на флоте, железных дорогах, буровых установках и газопроводах.
Ранее покрытия наносились двумя способами — гальванизация и холодное газодинамическое напыление. Недостаток гальванизации в том, что этот способ стационарный, он требует крупных ёмкостей и другого дорогостоящего и громоздкого оборудования для электрохимического осаждения покрытий. Также здесь есть проблема высокотоксичных отходов и сточных вод с тяжёлыми металлами.
Газодинамическое напыление бывает двух видов — высокого и низкого давления. У холодного напыления высокого давления также есть сложности с оборудованием. От высокой температуры и давления защитное покрытие приваривается к поверхности, а нагрев отрицательно влияет на саму стальную деталь и повышает риск окисления латунного покрытия.
Холодное напыление низкого давления лишено этих недостатков, но никогда раньше не получалось получить однородное покрытие этим методом. Учёные из Лаборатории газотермического нанесения функциональных покрытий Центра технологий материалов Сколтеха.
"Нам удалось получить однородное латунное покрытие за счёт особой предобработки сырья, — пояснила первый автор исследования, аспирант программы "Математика и механика" Сколтеха Ирина Тумбусова. — Обычно сырьём в методе холодного напыления выступают три порошка: медь, цинк и какая-то укрепляющая добавка, например корунд. В нашем случае порошки меди и цинка были подвергнуты механическому легированию, благодаря чему ещё до начала напыления образовался сплав латуни".
Механическое легирование позволяет смешивать материалы без использования высоких температур. Порошки долго и сильно перемалывают в высокоэнергетической мельнице, и постепенно частицы становятся более однородными по составу.
Такая предобработка сырья открывает массу преимуществ: уменьшается негативное воздействие на окружающую среду, снижается риск перегрева детали и окисления напыляемой поверхности. Для холодного напыления низкого давления используется более простое и компактное оборудование, что значительно упрощает ремонт на промышленных и инфраструктурных объектах — теперь его можно проводить быстрее и силами одной выездной бригады.
