Формирование диффузионных металлических покрытий из жидкометаллических расплавов на стальных изделиях

Основная информация

Название :
Формирование диффузионных металлических покрытий из жидкометаллических расплавов на стальных изделиях
Основное технологическое направление :
Базовые и критические военные и промышленные технологии для создания перспективных видов вооружения, военной и специальной техники
Дата публикации:
16.05.2022
Видимость :
Да
Аннотация:
Разработанная принципиально новая технология формирования диффузионных металлических покрытий из жидкометаллических расплавов предназначена для широкого спектра предприятий с целью повышения эксплуатационных характеристик производимых и применяемых деталей и иных изделий, работающих в условиях совместного или раздельного влияния агрессивных сред, повышенного износа, фрикционных воздействий, повышенных температур и т.д. Разработанное устройство ориентировано на рынок Российской Федерации, в рамках выполнения программы импортозамещения, рационализации и внедрения современных материалов и прогрессивных технологий для обеспечения заданного качества выпускаемой продукции и высокой эффективности производства. В частности, технология ориентирована на химическую, нефте-химическую, сельскохозяйственную и пищевую отрасли промышленности.

Решаемые проблемы и области применения

Решаемые проблемы :
Упрощение и ускорение технологического процесса формирования диффузионного слоя; снижение себестоимости оборудования за счет возможности применения открытых шахтных печей, взамен вакуумных; технология является безотходной, при снижении необходимой концентрации насыщающего элемента или комплекса элементов (диффузантов) транспортного расплава на основе эвтектики Pb-Bi концентрация может быть восполнена; процессы испарения компонентов транспортного расплава полностью исключены.
Потенциальный экономический эффект:
Основные риски инвесторов связаны с возможной длительностью срока окупаемости в силу, того, что на данном этапе разрабатываемая технология и представляемая установка являются экспериментальными, предполагают дальнейшее развитие и усовершенствование до опытно-промышленных масштабов и реальных производственных мощностей, предполагающих определенный уровень автоматизации и крупных партий производства.
Области применения:
Металлообрабатывающая промышленность, производство транспортных средств
Области применения:
Химическая и нефтехимическая промышленность
Области применения:
Пищевая промышленность
Области применения:
Сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство
Области применения:
Другое

Технология

Описание технологии и ее ценность :
Защитный состав наводился на поверхность предварительно подготовленного транспортного расплава на основе свинца с 3% никеля в качестве диффузанта. Процесс поверхностного легирования никелем образцов из стали 20 проводился в течение 3ч. при различных температурных режимах – 800 и 950°С. По всей окружности обоих металлографических шлифов зафиксирован слой никеля. В случае выдержки при 950°С средняя толщина составила 18 мкм, при 800 °С – 5 мкм.
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
В ходе выполнения работы разработана новая экспериментальная установка поверхностного легирования из среды легкоплавких металлических расплавов «открытым методом», защищенная патентом. Испытания установки в рабочем режиме показали положительные результаты, что, в свою очередь, доказывает возможность протекания процесса поверхностного легирования из жидкометаллической среды без применения защитных газовых атмосфер. Подтвердилось, что изоляция поверхности транспортного расплава защитным слоем является весьма перспективным методом. Дальнейшие исследования предполагают разработку защитных составов с различными функциональными добавками, направленными на повышение сплошности получаемых покрытий, а также ускорение и интенсификацию диффузионных процессов. Предлагаемая технология является безотходной, при снижении необходимой концентрации насыщающего элемента или комплекса элементов (диффузантов) транспортного расплава на основе эвтектики Pb-Bi концентрация может быть восполнена, количество циклов фактически не ограничено. Процессы испарения компонентов транспортного расплава полностью исключены, за счет наведения на поверхность стекловидного слоя, состоящего из флюсов или расплавов солей

Текущее состояние

Описание текущего состояния :
Произведен комплекс работ по разработке, проектированию, монтажу и апробации экспериментальной установки и созданию промышленного образца для формирования диффузионных металлических покрытий из жидкометаллических расплавов.
Интеллектуальная собственность :
Название документа Патент РФ № 2711701: Установка для нанесения покрытий в среде легкоплавких металлов
Номер Патент РФ № 2711701: Установка для нанесения покрытий в среде легкоплавких металлов
Текущее финансирование (Описание) :
Разработка осуществлена полностью за счет собственных средств .

Команда проекта

Численность проектной команды :
4
Структура и компетенции команды :
Имеется 1 патент и 7 научных трудов по теме проекта.
Члены команды :
Пряхин Евгений Иванович Руководитель проекта доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой материаловедения и технологии художественных изделий Санкт-Петербургского горного университета. Опыт работы в области материаловедения и нанесения покрытий более 20 лет.
Сивенков Алексей Валентинович Специалист кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии художественных изделий Санкт-Петербургского горного университета. Опыт работы в области материаловедения и нанесения покрытий более 20 лет.
Михайлов Андрей Владимирович Специалист аспирант кафедры материаловедения и технологии художественных изделий Санкт-Петербургского горного университета. Опыт работы в области материаловедения и нанесения покрытий - 5 лет.
Кончус Дарина Александровна Специалист инженер-лаборант I категории кафедры материаловедения и технологии художественных изделий Санкт-Петербургского горного университета. Опыт работы в области материаловедения и нанесения покрытий - 5 лет.
Сердюк Никита Александрович Специалист

Предложение инвестору / партнеру

Необходимые ресурсы для реализации проекта :
По договорённости
Дорожная карта развития проекта :
2022 2021 2022
Упрощение и ускорение технологического процесса формирования диффузионного слоя; снижение себестоимости оборудования за счет возможности применения открытых шахтных печей, взамен вакуумных; технология является безотходной, при снижении необходимой концентрации насыщающего элемента или комплекса элементов (диффузантов) транспортного расплава на основе эвтектики Pb-Bi концентрация может быть восполнена; процессы испарения компонентов транспортного расплава полностью исключены.
Контактная информация