Офіційний веб сайт

Створення металоматричних композитів інструментального призначення

м32

Представлено Інститутом імпульсних процесів і технологій НАН України.

Автор: Зайченко А.Д., к.т.н., Липян Є.В., Торпаков А.С.

Метою роботи є створення високозносостійких металоматричних композитів системи Fe–Ti–C–(B) шляхом використання процесів диспергування порошкової шихти, синтезу твердих фаз при обробці сумішей елементарних порошків високовольтним електричним розрядом в гасі і подальшого іскро-плазмового спікання.

Авторами на основі теоретичних досліджень і експериментів визначено основні закономірності диспергування порошків та синтезу твердих фаз при високовольтній електророзрядній (ВЕР) обробці сумішей елементарних порошків системи Fe–Ti–С–(B) у гасі та встановлено вплив попередньої ВЕР обробки порошкових сумішей на особливості структуроутворення та основні фізико-механічні властивості металоматричних композитів, отриманих із застосуванням іскро-плазмового спікання. Запропоновано технологічні схеми виготовлення металоматричних композитів системи Fe–Ti–C–(B) та інструментів (різців, пробійників, вставок для фрезувальної голівки) з них

. Розроблені авторами нові матеріали та технологічні процеси пройшли дослідно-промислову апробацію на Експериментальному виробництві Інституту імпульсних процесів і технологій НАН України та на ТОВ «завод КРИСТАЛ».

Економічний ефект від впровадження результатів циклу робіт є високим, так як використання отриманих карбідосталей системи Fe–Ti–C–(B) для виробництва інструментів дозволяє знизити вартість деталі на 35–50 % та збільшити її ресурс на 50 %.

Кількість публікацій: 95, в т.ч. за тематикою роботи 20 статей (7 – у зарубіжних виданнях), 28 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 4 (згідно базі даних SCOPUS), h-індекс = 1 та 7 (згідно з базою даних Google Scholar), h-індекс = 2. . Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 3 патентами України. Отримано 4 патенти на корисну модель.

Надіслати коментар

Коментарі

Aleksandrov I.S., GTC CEO

Proposed Series of scientific papers consists of 55 works, performed during the period from 2010 to 2016. 20 of them are articles in peer-reviewed scientific journals (7 – in international scientific journals), 3 patents of Ukraine for invention, 4 patents of Ukraine for useful model, 28 abstracts of international scientific conferences. Total number of citations of authors papers is 11, citations of papers that belong to reviewed Series – 7 (according to Google Scholar database). Authors h-index is 2, h-index of papers that belong to reviewed Series is 2.
Theoretic and experimental studies, presented in Series, allowed authors to determine main regularities of powders dispersion and synthesis of solid phases during high voltage electric discharge (HVED) treatment of Fe–Ti–С–(B) system powders in kerosene. Authors determined an impact of HVED treatment on peculiarities of structure formation and main physical and mechanical properties (hardness, wear-resistance) of metal matrix composites, obtained by spark plasma sintering (SPS).
Practical value of obtained results is confirmed by industrial testing, performed at “Zavod Kristal” Ltd. and at Experimental production of IPPT NASU, and also by usage of work results in teaching scientific discipline “Pulsed-discharge Technologies” at Academic Department of Pulsed Processes and Technologies of Admiral Makarov National University of Shipbuilding.
Technological schemes for production of tools with the usage of HVED for powder blend preparation and its subsequent SPS, proposed by authors, are more efficient than conventional ones and have broad prospects of industrial implementation.
Significant economic effect is achieved, as usage of obtained Fe–Ti–C–(B) system metal matrix composites for tools production reduces their prime cost by 35-50 % and increases their service life by 50 %.
Therefore, Series of scientific papers is performed at high scientific level and has significant practical value, and its authors are worth of President of Ukraine Award for young scientists.
General Technologies Corp. CEO Aleksandrov I.S.

Денис Кореневський

Проблеми міцності, зносостійкості нам дуже близькі, оскільки розрахунки які ми проводим стосуються конкретної конструкції, яка виготовлена з конкретного матеріалу, який має певні конкретні фізико-механічні характеристики.
Вивчаючи нові досягнення науки в галузі матеріалів та нових технологій їх отримання я натрапив на роботи к.т.н. Зайченка А. Д., Липяна Є. В., Торпакова А. С. Дійсно, хочу відзначити що використання високовольтного електричного розряду в якості методу підготовки сумішей порошків є інноваційним, навіть можна сказати революційних підходом, адже така концепція дозволяє поєднати процеси подрібнення, синтезу фаз, відновлення оксидних плівок в одному технологічному етапі, що значно зменшує вартість підготовки та скорочує час обробки.
Вирішення проблеми зносостійкості матеріалу зі збереженням його високих фізико-механічних характеристик є, безумовно, актуальним завданням. Дійсно, використання залізовуглецевих сплавів з рівномірно розподіленими твердими фазами, такими як TiС, FeB дає змогу отримати матеріали з високими показниками зносостійкості при цьому зберегти на високому рівні значення міцності та твердості матеріалу.
Саме цій тематиці присвячено цикл наукових праць авторів. Цикл складається з 55 робіт, виконаних у 2010–2016 рр. Це 20 статей у реферованих журналах, серед яких 7 – у зарубіжних журналах, 3 патенти на винаходи, 4 патенти на корисну модель, 28 тез доповідей міжнародних наукових конференцій. Загальна кількість посилань на роботи авторів 11, за циклом робіт 7 (згідно бази даних Google Scholar) та h- індекс 2, в т.ч. за циклом робіт h=2. Це свідчить про високу якість отриманих авторами наукових результатів.
В роботі представляється перспективний підхід синтезу нанодисперсних частинок тугоплавких сполук, а саме використання вуглеводневої рідини (гасу) в якості робочого середовища при обробці сумішей порошків розрядом для синтезувати нановуглецю з подальшою його взаємодією з карбідоутворюючими елементами системи, в результаті чого утворюється карбідні фази.
Вважаю, що авторський колектив безперечно заслуговує на присудження Державної нагороди.

Research & Development of Marine Design Engineering Mykolayiv, що входить до концерну Damen Shipyards Group
Денис Кореневський, к.т.н.

Дубовий О. М., д.т.н., професор

Для сучасної промисловості, зокрема машинобудування, актуальним є питання отримання високозносостійких матеріалів. Для забезпечення високої зносостійкості матеріалу необхідно створити гетерогенну структуру, яка містить в’язкопластичну матрицю з рівномірно розподіленими твердими включеннями. Структура консолідованих матеріалів в рівній мірі залежить як від властивостей вихідної порошкової шихти, так і від процесу спікання. Тому проблематика створення перспективних імпульсних технологій отримання зносостійких металоматричних композитів за рахунок використання вуглеводневої рідини та високовольтного розряду для карбідізації та диспергування вихідної порошкової суміші з подальшим іскро-плазмовим спіканням отриманої шихти, яка розглядається в роботі авторів, є актуальною, як у науковому, так і в прикладному аспекті. Дослідження процесів електророзрядної обробки порошків в гасі та іскро-плазмового спікання дозволило авторам розробити ефективну технологічну схему та одержати вироби із високозносостійких метало-матричних композитів на основі заліза.
Розроблені авторами нові матеріали та технологічні процеси пройшли дослідно-промислову апробацію на Експериментальному виробництві Інституту імпульсних процесів і технологій НАН України та на ТОВ «ЗАВОД КРИСТАЛ». Вважаю, що робота виконана на високому рівні, а її автори заслуговують на присудження Премії Президента Україна для молодих вчених.

Заслужений працівник народної освіти України,
завідувач кафедри матеріалознавства
і технології металів
Національного університету кораблебудування
д.т.н., професор О. М. Дубовий

аслужений працівник народної освіти України, завідувач кафе

Для сучасної промисловості, зокрема машинобудування, актуальним є питання отримання високозносостійких матеріалів. Для забезпечення високої зносостійкості матеріалу необхідно створити гетерогенну структуру, яка містить в’язкопластичну матрицю з рівномірно розподіленими твердими включеннями. Структура консолідованих матеріалів в рівній мірі залежить як від властивостей вихідної порошкової шихти, так і від процесу спікання. Тому проблематика створення перспективних імпульсних технологій отримання зносостійких металоматричних композитів за рахунок використання вуглеводневої рідини та високовольтного розряду для карбідізації та диспергування вихідної порошкової суміші з подальшим іскро-плазмовим спіканням отриманої шихти, яка розглядається в роботі авторів, є актуальною, як у науковому, так і в прикладному аспекті. Дослідження процесів електророзрядної обробки порошків в гасі та іскро-плазмового спікання дозволило авторам розробити ефективну технологічну схему та одержати вироби із високозносостійких метало-матричних композитів на основі заліза.
Розроблені авторами нові матеріали та технологічні процеси пройшли дослідно-промислову апробацію на Експериментальному виробництві Інституту імпульсних процесів і технологій НАН України та на ТОВ «ЗАВОД КРИСТАЛ». Вважаю, що робота виконана на високому рівні, а її автори заслуговують на присудження Премії Президента Україна для молодих вчених.

Сінчук Алла Вадимівна, к.т.н., вчений секретар ІІПТ НАНУ

Особливо треба зазначити, що наукові результати циклу наукових праць можуть бути покладені в основу розробки
фізичних засад технології отримання за допомогою електророзрядних методів дисперсних металевих порошків у об’ємах, достатніх для промислового використання. Заслуговує на увагу проведене моделювання процесів, що відбуваються в системі «порошок-гас» при електророзрядній обробці, зокрема теоретичні оцінки просторового розподілу піків хвилі стиснення в ній.

Достовірність отриманих результатів забезпечується коректним застосуванням сучасних методів досліджень, узгодженістю теоретичних та експериментальних результатів авторів. Викликає повагу комплексність роботи - від отримання порошків і дослідження їх структурних характеристик до їх консолідації і термообробки з встановленням фізико-механічних властивостей і навіть впровадженням.

Вважаю, що автори гідні отримання премії Президента України для молодих вчених.

Вчений секретар Інституту імпульсних процесів і технологій НАН України к.т.н. А.В. Сінчук

Лобода Петро Іванович, член.-кор. НАН України, д.т.н.

Вирішення проблеми зносостійкості матеріалу зі збереженням його високих фізико-механічних характеристик є, безумовно, актуальним завданням. Дійсно, використання залізовуглецевих сплавів з рівномірно розподіленими твердими фазами, такими як TiС, FeB дає змогу отримати матеріали з високими показниками зносостійкості при цьому зберегти на високому рівні значення міцності та твердості матеріалу.
Саме цій тематиці присвячено цикл наукових праць авторів. Цикл складається з 55 робіт, виконаних у 2010–2016 рр. Це 20 статей у реферованих журналах, серед яких 7 – у зарубіжних журналах, 3 патенти на винаходи, 4 патенти на корисну модель, 28 тез доповідей міжнародних наукових конференцій. Загальна кількість посилань на роботи авторів 11, за циклом робіт 7 (згідно бази даних Google Scholar) та h- індекс 2, в т.ч. за циклом робіт h=2. Це свідчить про високу якість отриманих авторами наукових результатів.
Авторами експериментально встановлені закономірності зв’язку параметрів ВЕР обробки сумішей 75%Fe-25%Ti (WпитΣ=25 МДж/кг, di/dt≥13ГА/с, jк≥0,7 кА/мм2) та 75%Fe-20%Ti-5%B4C (WпитΣ=25 МДж/кг, di/dt≥16ГА/с, jк≥0,8 кА/мм2) зі зміною дисперсності від 80 мкм до 3 мкм та фазовим складом отриманої шихти (синтезуються тверді фази карбідів TiC0,92, боридів заліза, титану, а також інтерметалідів розміром від 10 до 600 нм).
Практична значимість роботи підтверджується успішними атестаційними випробуваннями в умовах ТОВ «ЗАВОД-КРИСТАЛ» та Експериментального виробництва ІІПТ НАН України.
В роботі представляється перспективний підхід синтезу нанодисперсних частинок тугоплавких сполук, а саме використання вуглеводневої рідини (гасу) в якості робочого середовища при обробці сумішей порошків розрядом для синтезувати нановуглецю з подальшою його взаємодією з карбідоутворюючими елементами системи, в результаті чого утворюється карбідні фази. Авторський колектив безперечно заслуговує на присудження Державної нагороди.

Декан ІФФ, КПІ ім. Ігоря Сікорського

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.