Нетоксичное литьё: в НИТУ МИСИС предложили экологичную технологию для изготовления крупногабаритных деталей
Исследователи НИТУ МИСИС представили новую технологию изготовления керамических форм для получения крупногабаритных отливок из жаропрочных никелевых сплавов для авиа- и космической отрасли. Вместо токсичного связующего на основе этилсиликата ученые использовали воду, а для защиты материала от дефектов разработали специальные покрытия. Специалисты университета изготовили отливки для газотурбинных двигателей по заказу ПАО «ОДК-Кузнфецов».
Для изготовления деталей газотурбинных двигателей традиционно используются жаропрочные сплавы на основе никеля. Литьё в керамические формы по выплавляемым моделям позволяет получать отливки высокой точности. Для крупногабаритных тонкостенных отливок обычно используют модели из карбамида. При этом, в качестве связующего вещества применяется этилсиликат, который требует использования токсичных и пожароопасных растворителей, при этом характеризуется низкой стабильностью связующих свойств. В НИТУ МИСИС разработали технологию получения керамических оболочек с использованием модели на основе карбамида и водного связующего вместо раствора этилсиликата.
«Учёные Университета МИСИС – признанного лидера в области материаловедения в России – регулярно решают прикладные задачи ведущих авиационных предприятий. Коллектив исследователей под руководством д.т.н., профессора Владимира Белова создал для ПАО «ОДК-Кузнецов» – одной из крупнейших двигателестроительных компаний страны – новую технологию изготовления керамических форм для крупногабаритных отливок, где используется водное связующее. Разработка НИТУ МИСИС характеризуется не только экологичностью, но и экономичностью: такое связующее значительно дешевле гидролизованного раствора этилсиликата», — рассказала ректор Университета МИСИС Алевтина Черникова.
Доктор технических наук, заведующий кафедрой литейных технологий и художественной обработки материалов НИТУ МИСИС Владимир Белов отметил, что получение крупногабаритных восковых моделей для керамических форм требует спецоборудования, которое не изготавливается в России.
«Предложенная технология позволяет автоматизировать производство крупногабаритных и тонкостенных отливок из жаропрочных сплавов с использованием традиционных моделей на основе карбамида и водного связующего даже в условиях санкций», — добавил ученый.
Чтобы водное связующее не растворило внешний слой моделей, были разработаны защитные покрытия. Они также минимизируют риск отслоения оболочки и не допускают дефектов на поверхности отливки.
«Водное связующее исключает безвозвратные потери материала в процессе изготовления керамической формы, а отливки полученные по предложенной технологии не уступают по качеству тем, что созданы традиционными методами, — рассказала инженер научного проекта инжинирингового центра «Литейные технологии и материалы» НИТУ МИСИС Елена Ковышкина.
С помощью нового метода изготовлены наружные корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя, которые были награждены медалью 29-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо». В рамках 30-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо» Елена Ковышкина удостоена премии конкурса «Молодые ученые».
Новые литейные технологии будут представлены на выставке "Металлургия/Литмаш", которая пройдет в Москве с 3 по 5 июня с.г.
