Ученый Пермского Политеха повысил эффективность технологию обработки композитов из титана и алюминия
Исследователь из Пермского Политеха (ПНИПУ) получил патент на твердую смазку для режущего инструмента, который используется при механической обработке композитных деталей из сплавов титана и алюминия.
Композиты с использованием традиционных «авиационных» металлов набирают популярность, однако их механическая обработка является достаточно трудоемкой. В процессе довольно вязкие титановые сплавов сильно нагреваются, что приводит к защемлению режущего инструмента. В то же время полимерные композиционные материалы чувствительны к нагреву и требуют охлаждения зоны резания. Использование смазочно-охлаждающих жидкостей невозможно из-за влагопоглощения полимерных материалов, поэтому применяются твердые смазки Они позволяют вести обработку «всухую», не насыщая композиты жидкой фазой, увеличивают стойкость инструмента, повышают чистоту обрабатываемой поверхности, легко удаляются с деталей после обработки, не загрязняют рабочее место, не токсичны.
Александр Дударев, кандидат технических наук, доцент кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского Политеха разработал новый уникальный состав твердой смазки. Она содержит стеариновую кислоту и дисульфид молибдена, дополнительно содержит серу. Введение ее в состав позволило получить отличные результаты по качеству обработки и предотвратило заедание режущего инструмента, снизив трение и исключив налипание. Смазку использовали при сверлении отверстий и нарезании резьбы в заготовках из двух слоев титанового сплава и слоя полимерного композиционного материала, а именно, углепластика. Соотношения между компонентами твердой смазки были выбраны экспериментально после проведения многочисленных испытаний.
– При испытаниях смазку наносили втиранием смазочного брикета на режущие поверхности инструмента, а именно на сверло и на поверхность метчика для нарезания резьбы. Эффективность твердой смазки на операциях сверления и резания удалось оценить по количеству обработанных отверстий до момента критического снижения их качества. Также результаты испытаний показали, что использование предложенной твердой смазки позволяет увеличить стойкость инструмента до 1,8 раз. С применением разработанного состава, режущий инструмент не заедало в заготовке. Испытания показали удовлетворительное качество нарезания резьбовых отверстий в титане, без заусенцев и задиров, – рассказывает ученый.
Таким образом новый состав обладает высокими смазывающими и антифрикционными свойствами, а также более эффективен при механической обработке отверстий в деталях из труднообрабатываемых материалов.
На разработку, соответствующую приоритетному направлению Пермского НОЦ по созданию новых материалов и веществ, уже получен патент. Она будет интересна предприятиям авиа- и ракетостроения, а также кораблестроения.
Исследование выполнено в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
