Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка наноструктурных твердых сплавов на основе карбида вольфрама, обеспечивающих эффективную работу инструмента при новых технологиях обработки материалов резанием

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.11.3017

Разработка технологии и комплекса специализированного плазменного и электропечного оборудования для организации опытно-промышленного производства наноразмерных порошков карбида вольфрама. Разработка новых марок твердых сплавов с применением нанопорошка карбида вольфрама. Отработка технологии компактирования и спекания твердосплавных стержней из новых марок твердых сплавов и изготовление опытных партий фрез и другого концевого инструмента на их основе.

Соисполнители

Организация
АО "КЗТС"
Организация
ИМЕТ РАН
Организация
ФГУП "ВНИИТС"

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Молодык Сергей Ульрихович

Этапы проекта

1
06.11.2008 - 05.12.2008
2.2. Разработанная технологическая схема получения нанопорошков карбида вольфрама абсолютно оригинальна. Она позволяет получать нанопорошки слабоагломерированные, с малой насыпной массой. Технологическая схема получения композиции нанопорошков карбид вольфрама - кобальт также оригинальна, т. к. в твердосплавной промышленности такие композиции получают смешением карбида с порошком кобальта, что для нанопорошков создает ряд труднопреодолимых препятствий. Разработанный комплекс плазменного лабораторного оборудования для отработки высокотемпературной стадии технологии синтеза наноразмерных порошков карбида вольфрама и лабораторного электротермического оборудования для синтеза монокарбида вольфрама является единственным в своем роде и позволяет в полной мере провести отработку высокотемпературной стадии технологии и печного синтеза монокарбида вольфрама.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
На данном этапе проводились работы на лабораторном уровне. Отработка элементов технологии, наработка партий порошков осуществлялась на лабораторной установке.
Развернуть
2
06.12.2008 - 31.12.2008
3. Области и масштабы использования полученных результатов.
3.1. Разработанная технология получения твёрдых сплавов и заготовок для режущего инструмента в лабораторных условиях должна, в дальнейшем, стать основой технологии опытно-промышленного производства. Разработанные на этапе методика испытаний инструмента и моделирование процессов резания позволят значительно облегчить дальнейшую работу по контракту с целью достижения указанных параметров инструментов из новых марок сплавов. Результаты проведенных испытаний заготовок и инструментов позволят оптимизировать разработанные технологические процессы производства наноструктурных порошков карбида вольфрама и новых марок твёрдых сплавов. Полученные результаты исследования процессов создания нанокомпозитных покрытий на лабораторных образцах твёрдых сплавов в дальнейшем будут использоваться для оснащения участка изготовления инструмента установкой для нанесения нанокомпозитных покрытий и разработки технологии процесса.
3.2. Работы проведенные на данном этапе являются основой для успешного проведения работ по контракту в целом.
3.3. Разрабатываемый на основе полученных нанопорошков и новых марок твёрдых сплавов металлорежущий инструмент должен значительно повысить производительность труда во многих областях машиностроения, а, в перспективе, в ряде других областей промышленности, где широко применяется твёрдосплавный инструмент.
4. Выводы
В процессе выполнения работ по этапу 2 была разработана технологическая документация литеры «П» на получение твёрдых сплавов и заготовок инструмента, изготовлены лабораторные образцы заготовок и исследованы их свойства и физико-механические характеристики. Из заготовок изготовлены режущие инструменты (токарные резцы) и проведены исследования их режущих свойств, которые показали, что некоторые образцы уже на данном этапе работы соответствуют требованиям технического задания (повышение стойкости в 2 раза). Разработано моделирование процесса резания твердосплавным инструментом с учётом приобретаемых им новых физико-механических характеристик и методики испытаний инструмента из новых марок твёрдых сплавов. Проведены исследования процесса создания нанокомпозитных покрытий ионно-плазменным методом, определены
Развернуть
3
01.01.2009 - 30.06.2009
Изготовлено технологическое оборудование участка производства нанопорошков (плазменная установка, электропечь для синтеза монокарбида, оборудование для смешения и рассева и др.). Разработана КД на конструкции режущих инструментов с механическим креплением твердосплавных пластин . Получены экспериментальные партии нанопорошков карбида вольфрама с ингибирующими добавками, исследованы их свойства. Создан экспериментально-исследовательский участок изготовления твердых сплавов на основе нанопорошков карбида вольфрама и заготовок инструмента из них. Изготовлены экспериментальные образцы заготовок инструмента, экспериментальные образцы инструментов.Проведены лабораторные испытания экспериментальных образцов инструментов, в том числе с нанокомпозитными покрытиями, при точении и фрезеровании с целью уточнения оптимальных геометрических параметров инструмента, режимов резания и определения оптимальных областей применения. Проведены патентные исследования.
Развернуть
4
01.07.2009 - 31.12.2009
Проведены монтажные и пуско-наладочные работы на участке производства нанопорошков и на участке изготовления инструмента с механическим креплением режущих пластин и цельного осевого инструмента из новых марок твердых сплавов.Оснащен участок изготовления инструмента установкой для нанесения нанокомпозитных покрытий.Изготовлен прессинструмент для опытной партии заготовок.Разработана рабочая конструкторская и технологическая документация, согласно комплектности документов.Изготовлены для предварительных испытаний опытные партии: наноразмерных порошков карбида вольфрама, новых марок твёрдых сплавов, в виде заготовок инструмента, инструмента.
Развернуть
5
01.01.2010 - 31.07.2010
Проведены монтажные и пуско-наладочные работы участка опытно-промышленного производства новых марок твердых сплавов с производительностью до 2 т/год.
Изготовлены опытные партии для приемочных испытаний: наноразмерных порошков карбида вольфрама, новых марок твёрдых сплавов, , в виде заготовок инструмента (твердосплавных стержней и пластин), инструмента.
Проведены приемочные испытания опытных партий.
Изготовлены партии инструмента, в т.ч. прецизионного для эксплуатационных испытаний.
Проведены эксплуатационные испытания режущих инструментов из новых твердых сплавов.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2009 - 2010, 13 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Организация
ИФТТ РАН
профинансировано
Тема
Разработка наноструктурных твердых сплавов на основе карбида вольфрама, обеспечивающих эффективную работу инструмента при новых технологиях обработки материалов резанием.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 23 мес.
Бюджетные средства
180 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка наноструктурированных твердых сплавов с твердостью свыше 2100 кг/мм2 высокоэнергетическими методами синтеза и компактирования
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологий получения и обработки термоэлектрических материалов на основе твердых растворов теллурида висмута, создание высокоэффективных термоэлементов и организация их опытно-промышленного производства.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 28 мес.
Бюджетные средства
210 млн
Количество заявок
3
Тема
«Создание ресурсосберегающей геотехнологии и комплекса оборудования для высокопроизводительной закладки выработанного пространства при подземной отработке месторождений твердых полезных ископаемых».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
135 млн
Количество заявок
1
Тема
Модернизация пилотной установки для производства наноразмерных порошков на базе промышленного ускорителя электронов.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1