The object of research, development or design (in Russian) : Технология термоциклического электролитно-плазменного упрочнения

The object of research, development or design (in Kazakh) : Термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру технологиясы

Aim of work (in Russian) : Разработка технологии термоциклического электролитно-плазменного упрочнения деталей машин и инструментов, которая позволит повысить износостойкость и твердость их поверхностного слоя, а также установление основных закономерностей структурно-фазовых превращений в конструкционных и инструментальных сталях при электролитно-плазменном упрочнении путем поверхностной закалки.

Aim of work (in Kazakh) : Машиналар мен құралдардың бөлшектерін термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру технологиясын әзірлеу, бұл олардың беткі қабатының тозуға төзімділігі мен қаттылығын арттыруға мүмкіндік береді, сондай-ақ беттік беріктендіру арқылы электролитті-плазмалық беріктендіру кезінде конструкциялық және аспаптық болаттардағы құрылымдық-фазалық түрлендірулердің негізгі заңдылықтарын белгілеу.

Методы исследования (на русском) : Для исследования структурно-фазовых состояний, состава и физико-механических свойств покрытий использованы современные, хорошо апробированные методы растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, оже-электронной спектроскопии, оптико-эмиссионной спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, а также специальные методы оценки микротвердости, нанотвердости и износостойкости.

Методы исследования (на казахском) : Жабындардың құрылымдық-фазалық күйлерін, құрамы мен физика-механикалық қасиеттерін зерттеу үшін растрлық электронды микроскопияның, рентгенқұрылымдық талдаудың, оже-электронды спектроскопияның, оптикалық-эмиссиялық спектроскопияның, мөлдір электронды микроскопияның заманауи, жақсы сыналған әдістері, сондай-ақ микроқаттылықты, нанотықтылықты және тозуға төзімділікті бағалаудың арнайы әдістері пайдаланылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Изучены микроструктура и трибологические свойства (износ при трении по схеме шар-диск, абразивный износ, ударно-абразивный износ) образцов среднеуглеродистой стали после объемной и поверхностной закалки. Определена зависимость износостойкости закаленных сталей от количества остаточного аустенита и концентрации углерода в мартенсите. Установлены особенности структурообразования в сталях при термоциклическом электролитно-плазменном упрочнении в зависимости от содержания углерода в них. Установлены основные закономерности формирования дислокационной субструктуры среднеуглеродистых сталей при термоциклическом электролитно-плазменном упрочнении. Научная новизна проекта: - Впервые предлагается определить структурных критериев, ответственные за трибологические характеристики сталей, обработанных термоциклическим электролитно-плазменным упрочнением и установить закономерности структурных и фазовых превращений в упрочненных сталях при трении. - Предлагается разработка технологии и оборудования для термоциклического электролитно-плазменного упрочнения деталей машин и инструментов на основе авторами разработанного нового способа поверхностной закалки, который заключается в быстром катодном нагреве (400-500С/сек) поверхностного слоя до температуры выше критической точки (800-900С) и охладения за счет естественного теплоотвода в глубь материла. Среди упрочняющих технологий электролитно-плазменная является относительно новой, интенсивно развивающейся в последние годы.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Көлемді және үстіңгі шынығудан кейін орташа көміртекті болат үлгілерінің микроқұрылымы мен трибологиялық қасиеттері (шар-диск схемасы бойынша үйкелу кезіндегі тозу, абразивтік тозу, соққы-абразивтік тозу) зерттелді. Қатайтылған болаттардың тозуға төзімділігінің қалдық аустенит мөлшеріне және мартенситтегі көміртегі концентрациясына тәуелділігі анықталды. Термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру кезінде болаттардағы құрылымның пайда болу ерекшеліктері олардағы көміртектің құрамына байланысты анықталды. Термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру кезінде орташа көміртекті болаттардың дислокациялық субструктурасының қалыптасуының негізгі заңдылықтары анықталды. Жобаның ғылыми жаңалығы: - Алғаш рет термоциклді электролитті-плазмалық беріктендірумен өңделген болаттардың трибологиялық сипаттамаларына жауап беретін құрылымдық критерийлерді анықтау және үйкеліс кезінде қатайтылған болаттардағы құрылымдық және фазалық өзгерістердің заңдылықтарын анықтау ұсынылады. - Машиналар мен құрал-саймандардың бөлшектерін термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіруге арналған технологиялар мен жабдықтарды әзірлеу ұсынылады, ол беткі қабатты критикалық нүктеден (800-900 С) жоғары температураға дейін жылдам катодты қыздырудан (400-500 С/сек) және табиғи жылу бөлу есебінен материлдың тереңдігіне салқындатудан тұрады. Беріктендіретін технологиялардың ішінде электролитті-плазмалық өңдеу салыстырмалы түрде жаңа бағыт болып табылады және соңғы жылдары қарқынды дамып келеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Изготовление деталей для машиностроения требуют использования большого количества невозобновляемых ресурсов, стоимость которых весьма значительна. Использование предлагаемой технологии электролитно-плазменного упрочнения конструкционных и инструментальных сталей позволит ощутимо улучшить качество стальных изделий и надежность в эксплуатации, а также существенно экономить на материалах, поскольку основную часть изделий можно будет изготавливать из более дешевых и распространенных сталей, производимых в Казахстане. Благодаря увеличению проектируемого срока эксплуатации (работоспособности) изделий также ожидается положительный экономический эффект.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Машина жасау үшін бөлшектерді өндіру жаңартылмайтын ресурстардың көп мөлшерін пайдалануды талап етеді, олардың құны өте маңызды. Конструкциялық және аспаптық болаттарды электролитті-плазмалық беріктендірудің ұсынылып отырған технологиясын пайдалану болат бұйымдарының сапасын және пайдаланудағы сенімділігін елеулі жақсартуға, сондай-ақ материалдарды едәуір үнемдеуге мүмкіндік береді, өйткені бұйымдардың негізгі бөлігін Қазақстанда өндірілетін неғұрлым арзан және таралған болаттардан дайындауға болады. Өнімнің жобаланған пайдалану мерзімінің (жұмыс қабілеттілігінің) артуына байланысты оң экономикалық нәтиже күтіледі.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : В результате проводимых исследований будет разработана технология термоциклического электролитно-плазменного упрочнения деталей машин и инструментов, выдана научно-обоснованная рекомендация по внедрению ресурсосберегающего технологического процесса поверхностного упрочнения деталей машин и инструментов. Выданная научно-обоснованная рекомендация позволит в дальнейшем внедрить технологию термоциклического электролитно-плазменного упрочнения для повышения срока службы деталей машин и инструментов. Внедрение ресурсосберегающей электролитно-плазменной технологий, увеличивающей срок службы деталей машин и инструментов, в машиностроительное производство приводит к снижению амортизационных затрат. Таким образом, обеспечение надежности и долговечности различных быстроизнашивающихся деталей при оптимальном запасе прочности является одной из важнейших задач при производстве современных машин.

Efficiency (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде машиналар мен құрал-саймандардың бөлшектерін термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру технологиясы әзірленеді, машиналар мен құрал-саймандардың бөлшектерін беттік беріктендірудің ресурс үнемдейтін технологиялық процесін енгізу жөнінде ғылыми негізделген ұсыным беріледі. Берілген ғылыми негізделген ұсыным машиналар мен құрал-саймандар бөлшектерінің қызмет ету мерзімін арттыру үшін термоциклді электролитті-плазмалық беріктендіру технологиясын одан әрі енгізуге мүмкіндік береді. Машина жасау өндірісіне машина бөлшектері мен құралдарының қызмет ету мерзімін арттыратын ресурс үнемдейтін электролитті-плазмалық технологияны енгізу амортизациялық шығындардың төмендеуіне әкеледі. Осылайша, әр түрлі тез тозатын бөлшектердің сенімділігі мен беріктігін қамтамасыз ету оңтайлы қауіпсіздік маржасы қазіргі заманғы машиналарды өндірудегі маңызды міндеттердің бірі болып табылады.

Field of application (in Russian) : Областью применения полученных результатов проекта являются машиностроение, автомобилестроение и металлургия. Потребителями полученных результатов являются Казахстанские и зарубежные металлургические и машиностроительные предприятия по производству и обработке деталей автотранспорта, железнодорожного транспорта и т.д., а также научные и конструкторские предприятия, занимающиеся вопросами создания высокопрочных металлических изделий, созданием инновационных технологий плазменной обработки материалов и развитием фундаментальных и прикладных научных исследований в области материаловедения.

Field of application (in Kazakh) : Жобаның алынған нәтижелерін қолдану саласы машина жасау, автомобиль жасау және металлургия болып табылады. Алынған нәтижелердің тұтынушылары автокөлік бөлшектерін, темір жол көлігін және т.б. өндіру және өңдеу бойынша Қазақстандық және шетелдік металлургиялық және машина жасау кәсіпорындары, сондай-ақ беріктігі жоғары металл бұйымдарын жасау, материалдарды плазмалық өңдеудің инновациялық технологияларын жасау және материалтану саласында іргелі және қолданбалы ғылыми зерттеулерді дамытумен айналысатын ғылыми және конструкторлық кәсіпорындар болып табылады.