Тема 46.8. Физикохимия и технология плазменной нанопорошковой металлургии

Кн. 1. Определено влияние характеристик плазменного процесса и конструкции плазменного модуля на степень сфероидизации порошков систем Ru-Al и Fe-Cr-Al, их текучесть, насыпную плотность, химический состав и внутреннюю структуру частиц. Определены наиболее эффективные схемы сфероидизации порошков. Изготовлены опытные образцы для испытаний. На вольфрам-титановых твердых сплавах нескольких составов, полученных электроимпульсным спеканием на основе нанопорошков карбида вольфрама за счет формирования ультрамелкозернистой структуры достигнуты физико-механические свойства равные или превышающие на 10-30 % промышленные твердые сплавы. Исследована плазменно-дуговая плавка кварц-лейкоксенового концентрата Ярегского месторождегния с целью извлечения оксида титана. Наложение на дугу магнитного поля формирует на поверхности расплава диффузное пятно нагрева с плотностью тока порядка 10 А/см2. При этом происходит селективная конденсация паров оксидов титана и кремния, а также выделение оксида титана в расплаве в виде отдельной фазы. Кн. 2. По теме формирования плазменных композиционных биоактивных покрытий основной результат достигнут при формировании Ti трехмерного капиллярно-пористого (ТКП) покрытия в виде гребней и впадин с покрытием гидроксиапатита (ГА) на его поверхности, нанесенным с предварительным подогревом. Сдвиговая прочность ТКП Ti покрытия в 6 раз превосходит сдвиговую прочность зарубежных покрытий, а прочность ГА покрытия увеличена в 5 раз. По этой теме оформлен патент. Технология реализуется в хозяйственных договорах с ООО ЭСИ Медикал и ООО Остеомед на тазобедренных имплантатах в рамках программы по импортозамещению. Разработали, исследовали и запатентовали (RU 2765559C1) способ упрочнения поверхностно - пластическим деформированием при фрикционной обработке (ФО) цилиндрических изделий с покрытиями Ni и WC12%Co. Разработан метод оценки ФО по величине мощности, прикладываемой инструментами к покрытию. Создано оборудование для реализации ФО плазменных покрытий. Микротвердость WC-12%Co слоя повышается в 2 раза после до 21,6 ГПа. Кн. 3. Объектом исследования является порошковое пористое никелевое покрытие, полученное методом холодного газодинамического напыления низкого давления. Предметом исследования является разработка и исследование нового подхода к повышению физико-механических свойств ХГН покрытия, анализ малоцикловой усталостной прочности порошкового пористого никелевого покрытия, дополнительно упрочненного электромеханической обработкой, определение характера и уровня остаточных напряжений в покрытии. В рамках работы подтверждено, что электромеханическая обработка, обеспечивает снижение остаточной пористости, повышает плотность, электропроводность, когезионную прочность порошкового покрытия и обеспечивает рост малоцикловой усталостной прочности на базе 10 циклов при пульсирующем цикле в испытаниях на растяжение с 46±2 до 61±3 МПа.