Пермские исследователи установили влияние СОЖ на качество металлообработки

Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) провели серию экспериментов, демонстрирующих критическое влияние остатков смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) на эффективность упрочнения металлических деталей. Результаты исследования представлены на международной конференции «Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2023)».

1). Ключевые выводы исследования:

Проблема загрязнений

•    Остатки СОЖ, мазута и коррозионных отложений препятствуют равномерному азотированию поверхности.
•    На трубопроводных деталях выявлены ранее не описанные дефекты, вызванные неполной очисткой.

2). Экспериментальная методика

Для подготовки образцов применялись:

•      Органические растворители (бензин, ацетон)
•      Водные растворы с ПАВ
•      Химическое холодное обезжиривание

Полная очистка достигнута лишь в 25% случаев.

3). Технологические последствия

Загрязнения вызывают:

•      Неравномерное свечение плазмы в вакуумной камере
•      Образование радужных полимерных пленок
•      Снижение поверхностной твердости на 20-40%

Отдельные СОЖ содержат тяжелые органические фракции с температурой разложения до 1000°C.

Практическое значение:

Усовершенствование предварительной очистки деталей позволяет:

•   Повысить однородность азотированного слоя
•   Увеличить ресурс изделий в 2+ раза
•   Сократить производственный брак в машиностроении

Технологический контекст:

Ионное азотирование остается предпочтительным методом поверхностного упрочнения для нефтегазового оборудования и автокомпонентов благодаря:

• Возможности обработки деталей сложной геометрии
• Отсутствию ограничений по массе заготовок
• Совместимости с различными сплавами

Дополнительно:

Разработки ПНИПУ в области материаловедения включают инновационный гель для ремонта скважин, демонстрирующий:

• Стабильность в минерализованных средах
• Термостойкость в широком диапазоне
• Глубинную проникающую способность

Полученные данные внедряются промышленным предприятием «Ионные технологии», специализирующимся на химико-термической обработке металлов.