Ученые Пермского Политеха разработали способ, позволяющий значительно увеличить срок службы режущих инструментов. Новый метод радиационной модификации повышает износостойкость токарных резцов в 1,5–6 раз. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Точность работы механизмов — от автомобильных двигателей до медицинских инструментов — напрямую зависит от качества обработки деталей. Для этого используют токарные резцы — небольшие пластины, срезающие лишний металл. Однако в процессе работы они нагреваются до сотен градусов и быстро изнашиваются, что увеличивает затраты производства.
Существующие методы упрочнения имеют ограничения. Термообработка повышает твердость, но делает материал хрупким, а защитные покрытия действуют только на поверхности и со временем разрушаются.
Российские исследователи предложили альтернативный подход — радиационную модификацию металла. В основе метода — обработка гамма-излучением от изотопа кобальта-60, которое проникает вглубь материала и изменяет его структуру.
«Главное преимущество метода — высокая проникающая способность гамма-излучения. Под его воздействием в кристаллической решетке металла происходят процессы упорядочивания, снижаются внутренние напряжения и повышается износостойкость», — пояснил Владимир Онискив, кандидат технических наук, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ.
В отличие от традиционных способов, новая технология воздействует не только на поверхность, но и на определенную глубину материала. Это позволяет «залечивать» микродефекты структуры без повышения хрупкости.
В ходе экспериментов ученые протестировали разные дозы облучения — от 20 до 200 кГр — и определили оптимальный диапазон. При умеренных значениях запускаются процессы восстановления структуры, а при чрезмерных — дефекты начинают накапливаться вновь.
Испытания показали, что при обработке конструкционных сталей обычный резец изнашивался после 700 мм пути, тогда как модифицированный сохранял работоспособность до 1750 мм. При работе с нержавеющей сталью износ также существенно снижался.
По словам исследователей, технология позволит сократить расходы на инструмент и повысить эффективность металлообработки. Это особенно важно для отраслей, где высокая точность и долговечность деталей критичны.
Ранее в России разработали новый метод диагностики аварийных сооружений.