Из 9 разработанных в ИЛМиТ универсальных сплавов 6 уже доступны для применения
Об уникальных сплавах, созданных в ИЛМиТ, директор департамента аддитивных технологий института Владимир Королев рассказал на онлайн-конференции по применению 3D-решений в литейной промышленности, металлургии и машиностроении. Конференция состоялась в рамках международной промышленной выставки Металл-Экспо'2020.
Выступая на форуме, Владимир Королев отметил, что одним из направлений деятельности Института легких материалов и технологий является создание новых порошковых материалов и продуктов с высокой добавленной стоимостью. Сотрудники института разрабатывают продукты нового поколения с уникальными характеристиками для аддитивного производства. ИЛМиТ, в состав которого входят департаменты аддитивных технологий, литейных сплавов, деформированных сплавов и химических технологий, – один из немногих в России научных центров, реализующих разработку новых материалов для аддитивных технологий по принципу замкнутого цикла. Институт располагает собственным атомайзером для производства металлических порошков, участком аддитивных технологий и исследовательским центром, оснащенным современным аналитическим оборудованием.
Институт обратился к уже применяемым сплавам, прежде всего AlSi10Mg. Данный сплав обладает хорошими литейными свойствами и характеризуется высокой производительностью при печати, а после отжига демонстрирует хороший уровень прочности и пластичности. Сегодня AlSi10Mg широко используется в аддитивных технологиях. В ИЛМиТ разработали решение, позволяющее значительно повысить скорость печати без потери механических свойств.
«После освоения традиционных сплавов нашей следующей задачей является разработка линейки универсальных сплавов, которые будут удовлетворять требованиям Заказчиков. Линейка разрабатываемых в настоящий момент сплавов насчитывает 9 марок, из них 6 уже доступны для широкого применения», – сказал Владимир Королев.
Новый сплав RS-320 системы Al-Si характеризуется улучшенными механическими свойствами по сравнению с традиционным AlSi10Mg и высокой коррозионной стойкостью. Кроме того, анализ усталостного поведения показал преимущества этого сплава над AlSi10Mg и традиционными литейными сплавами 3хх серии. Высокие усталостные характеристики минимизируют количество дефектов благодаря ультрадисперсной структуре материала.
Еще один сплав RS-553 обладает уникальными свойствами, которые достигаются за счет отжига без проведения закалки. Сплав прочен и чрезвычайно устойчив к атмосферной коррозии. Комплексное легирование Sc и переходными металлами обеспечило отечественной разработке оптимальный уровень характеристик при конкурентной стоимости (ниже в среднем в 3 раза по сравнению с импортным аналогом). Сплав RS-553 сохраняет работоспособность при температурах до 150°C, что открывает широкие перспективы для его использования в авиапроме и автомобилестроении. Такой сплав может заменить традиционные деформируемые сплавы, выступая в качестве альтернативы высокопрочным сплавам 2ххх серии.
Оба сплава – RS-320 и RS-553 успешно подтвердили высокий уровень свойств в аккредитованной Росавиацией лаборатории.
Участников конференции познакомили и с перспективными направлениями научного поиска ИЛМиТ – разработкой жаропрочных алюминиевых сплавов. Речь, в частности, идет о новом сплаве RS-390. Он обладает высокой производительностью и может применяться в изделиях, работающих при температуре до 250°C – автомобильной, авиационной и космической промышленности. Сплав RS-970, рабочая температура которого достигает 350°C, в настоящее время проходит серию испытаний.
В ИЛМиТ также реализуют инжиниринговые услуги. В частности, топологическая оптимизация позволяет снизить вес детали до 40% без потери эксплуатационных характеристик, а моделирование сокращает количество итераций процесса печати.
Что касается экономической эффективности, то, по словам Владимира Королева, результаты выглядят весьма впечатляющими: 3D-печать уменьшает расход материала по сравнению с традиционными технологиями в пять раз (с 9 до 1,8 кг), при этом цикл изготовления (включая термическую и механическую обработку) сокращается с 3 месяцев до четырех дней (до 90 часов).
