Ученые НГТУ НЭТИ нашли метод создания дешевых сверхпрочных керамических режущих пластин для обработки металлов

Ученые из Новосибирского государственного технического университета НЭТИ (НГТУ НЭТИ) улучшили технологию производства режущего инструмента из керамики для металлообработки. Разработка заменит дорогостоящие иностранные инструменты и тем самым снизит затраты на применение сменных многогранных режущих пластин, рассказал доцент кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ НЭТИ Сергей Веселов. Материал пластин изготавливается на основе порошков оксида алюминия и карбонитрида титана. Он обладает повышенной прочностью при изгибе, твердостью и стойкостью к появлению трещин.

Коллектив ученых из НГТУ НЭТИ разработал новый керамический материал для металлорежущих пластин, которые используются на современных токарных или фрезерных станках. Сейчас несколько российских предприятий производят подобные многогранные пластины, но около 90 процентов керамических инструментальных материалов и созданных на их основе сборных металлорежущих инструментов поставляются из-за границы. «Мы разрабатываем именно композиционный материал, основа которого — это керамика различного типа: оксидная и карбидная. Мы применяем существующие технологии, но дорабатываем состав материала таким образом, чтобы обеспечить возможность использования более экономичных технологических решений. Уже были изготовлены опытные образцы и проведены предварительные сравнительные испытания с зарубежными аналогами, которые показали, что разработанный инструмент немного уступает, в частности, продукции известной израильской компании ISCAR. Но тем не менее за счет более низкой себестоимости наша разработка может быть весьма конкурентоспособной на рынке», — сообщил С. Веселов.

Главная задача, которую позволит решить новый метод, — упросить и удешевить процесс промышленного изготовления пластин, исключив из него дорогостоящее оборудование, например, горячие прессы. Особые способы подготовки композитной керамики позволили ученым НГТУ НЭТИ создать материал, который будет обрабатываться не горячим прессованием, а в печах, что позволит изготавливать одновременно несколько десятков и даже сотен деталей. Это даст возможность значительно увеличить объемы производства пластин за одну смену и, соответственно, снизить их себестоимость в несколько раз.

Сейчас инженерам НГТУ НЭТИ предстоит создать промышленный образец пластины, который бы подходил для наиболее востребованного промышленного сборного инструмента, используемого на предприятиях в настоящее время. Кроме того, новосибирским материаловедам предстоит довести разработку до уровня промышленной технологии, чтобы она была готова к внедрению в серийное производство.

Технология ученых НГТУ НЭТИ получила патент Федеральной службы по интеллектуальной собственности и вошла в рейтинг ста лучших изобретений России за 2019 год и первое полугодие 2020 года. Разработка новосибирских ученых также победила 2018 году на конкурсе проектов Министерства науки и высшего образования РФ, получив грант для реализации Национальной технологической инициативы.

Национальная технологическая инициатива (НТИ) — долгосрочная программа по созданию новых рынков и обеспечению условий для технологического лидерства России к 2035 году. Задачи НТИ интегрированы в нацпроект «Наука».