Внедрение технологии нанесения износостойких упрочняющих покрытий на специальный режущий инструмент

Секция «Экономика и бизнес»

на поддержании макроэкономической стабильности и низких параметров бюджетных расходов на науку, инновации и инвестиции в развитие человеческого капитала. Этот вариант с большой вероятностью приведет к дальнейшему ослаблению национальной инновационной системы и усилению зависимости экономики от иностранных технологий. Такой вариант обрекает Россию на технологическое отставание от ведущих стран Запада, а в перспективе - на проигрыш в конкурентной борьбе новым индустриальным странам и, следовательно, является абсолютно неприемлемым.

Вариант догоняющего развития и локальной технологической конкурентоспособности ориентирован на перевооружение экономики на основе импортных технологий, а также на локальное стимулирование развития российских разработок. Вариант догоняющего развития хорошо известен на примере Японии, Южной Кореи, Малайзии, Сингапура и, безусловно, Китая [2].

Третий вариант предполагает лидерство России в ведущих научно-технических секторах и фундаментальных исследованиях. Данный вариант характеризуется модернизацией отечественного сектора НИ-ОКР и фундаментальной науки, значительным повышением их эффективности, концентрацией усилий на прорывных научно-технологических направлениях. Этот вариант обозначит резкое увеличение спроса на новые научные и инженерные кадры, а также предполагает формирование развитой национальной инновационной системы и восстановление лидирующих позиций Российской фундаментальной науки [3]. Выделение средств на проведение научных исследований

по приоритетным направлениям научно-технического развития будет осуществляться преимущественно на конкурсной основе. В рамках финансовых ограничений предполагается обеспечение стимулирования и поддержки конкурирующих между собой исследовательских коллективов с существенно пересекающимися тематиками исследований.

Стратегия инновационного развития призвана ответить на стоящие перед Россией вызовы в сфере инновационного развития за счет выстраивания четкой системы целей, приоритетов и инструментов государственной инновационной политики. Она опирается на результаты всесторонней оценки инновационного потенциала, долгосрочного научно-технологического прогноза и должна стать ориентиром для разработки концепций и программ социально-экономического развития отдельных секторов экономики и регионов России.

Библиографические ссылки

1. Гражданское общество - будущее России, Стратегия «догоняющего развития» [Электронный ресурс]. URL: http://www.frgp.ru/news/2011-02-17-308.

2. Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года. № 2227-р, 2011 г. 134 с.

3. МЭР разработал три варианта научно-технологического развития России до 2030 [Электронный ресурс]. URL: http://www.polit.ru:8021/news/ 2013/01/30/jumpniokr_2030.

© Кадач А. А., 2013

УДК 67.02

Ю. А. Карась Научный руководитель - Г. А. Карачёва Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ НА СПЕЦИАЛЬНЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Рассмотрена технология нанесения износостойких упрочняющих покрытий на специальный режущий инструмент методом ионноплазменного напыления с целью повышения работоспособности металлообрабатывающего инструмента.

Широкое применение новых конструкционных материалов с повышенными эксплуатационными свойствами зачастую сдерживается их низкой обрабатываемостью, поэтому важной научно-практической задачей является повышение работоспособности металлообрабатывающего инструмента.

Одним из наиболее эффективных путей повышения свойств металлообрабатывающего инструмента является нанесение на рабочие поверхности износостойких покрытий по технологии вакуумной ионно-плазменной конденсации, которая даёт возможность наносить покрытия различного состава на инструмент из быстрорежущих сталей и твёрдых сплавов.

Цели поверхностной обработки материалов и технические направления их достижения в значительной степени зависят от специальных требований, предъявляемых к поверхности деталей. Для снижения массы и трудозатрат детали изготавливаются с минимально допустимыми размерами при максимальном использовании внутренних ресурсов материала. В связи с этим на их поверхностях предусматриваются покрытия со специальными свойствами.

В настоящее время исследованы и применяются различные методы нанесения износостойких упрочняющих покрытий на рабочие поверхности формообразующего инструмента. Например, ионное азотиро-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Социально-экономические и гуманитарные науки

вание основы с последующим нанесением покрытия методом КИБ, дополнительная обработка лазерным излучением материалов с покрытием, ионной имплантацией , обработка мощными ионными пучками [2].

Анализируя возможности нанесения износостойких упрочняющих покрытий на рабочие поверхности формообразующего инструмента, следует отметить, что при их конкретном применении необходимо прежде всего учитывать назначение инструмента, условия работы и причины снятия его с эксплуатации. Следует отметить, что при их конкретном применении необходимо, прежде всего, учитывать назначение инструмента, условия работы и причины снятия его с эксплуатации. Наиболее распространенным и универсальным в настоящее время способом нанесения покрытий является метод осаждения вещества из плазмы с ионной бомбардировкой (КИБ), который позволяет наносить упрочняющие покрытия широкой номенклатуры на углеродистые, легированные, быстрорежущие стали и твердые сплавы.

За счет высокой степени ионизации и большой энергии частиц, соударяющихся с подложкой, метод КИБ обеспечивает лучшую адгезию покрытия с основой из инструментального материала, но само покрытие более пористое. Технологический процесс позволяет в едином цикле осуществлять сразу три технологические операции - нагрев, очистку (путем бомбардировки поверхности изделия ионами металла) и нанесение покрытия при достаточно высокой производительности. Технологический процесс легко автоматизируется. В качестве рабочих веществ могут использоваться любые элементы периодической системы Менделеева и их комбинации, что говорит об универсальности метода.

Наиболее выгодно эксплуатировать инструмент с ионноплазменным покрытием при оптимальных скоростях резания, которые на 30-50 % превышают скорость резания инструмента без покрытия. Технология ионноплазменного напыления на специальный режущий инструмент рассмотрена на примере метчиков, предназначенных для нарезания резьбы, производимых и используемых во внутризаводском потреблении на ОАО «Красноярский машиностроительный завод».

В качестве режущих инструментов, на поверхность которых наносятся вакуумные ионно-плазменные покрытия, используются твёрдые сплавы различного назначения. Осаждение покрытий проводятся на трёхкатодной плазменной установке. Рассматриваемая установка располагается в цехе № 51. Установка состоит из трех блоков: вакуумной камеры, щитов управления и источника электропитания. В источниках плазмы, различного типа, расположенных на стенках вакуумной камеры формируется поток

плазмы на основе ионов материала катода, источников плазмы и ионов рабочего газа, подаваемого в камеру. Поток направляется на подложки или изделия, расположенные в вакуумной камере на механизме вращения. Ионы потока плазмы ускоряются напряжением от источника питания подложки, приложенным к механизму вращения. Ионы плазмы бомбардируют поверхность подложки. В зависимости от технологических параметров, получается ионное травление поверхности подложки и ее нагрев, образование диффузионного приповерхностного слоя, насыщенного атомами рабочего газа, нанесение покрытия и формирование материалов на поверхности подложки. В результате использования ионноплазменного покрытия происходит изменение в чистоте обрабатываемой поверхности инструмента, уменьшается время нанесения покрытия, и изменяется длительность цикла упрочнения [1].

В условиях промышленного применения проведена модернизация установки по нанесению износостойких и упрочняющих покрытий ионно-плаз-менным методом, в соответствии с перечнем спроектированных и изготовленных деталей и сборочных единиц, включающим разработку технического задания, замену и ремонт десяти узлов и агрегатов, подлежащих усовершенствованию и методологическую оценку. Потребность в финансировании составляет два с половиной миллиона рублей. Источниками финансирования выступают Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности и средства государства. Учитывая характеристику напыленного инструмента в модернизированной установке, можно судить не только о том, как улучшатся характеристики инструмента, но и том, что данное предложение имеет не высокий срок окупаемости, и в ближайшее время на рынке не планируется появление более новой и выгодной технологии.

Таким образом, предлагаемая технология, основанная на методе КИБ, современна, актуальна, применима в условиях мелкосерийного и многономенклатурного производства изделий РКТ. Продукция, полученная по данной технологии, востребована при производстве перспективных изделий РКТ.

Библиографические ссылки

1. Верещака А. С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями: учебник. М. : Машиностроение, 1993. 107 с.

2. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов : учебник / В. А. Грибков, Ф. И. Григорьев, Б. А. Калин, В. Л. Якушин ; под ред. Б. А. Калина. М. : Круглый год, 2005. 528 с.

© Карась Ю. А., 2013