№73 Защитных покрытий

Зав. отделом

Борисов Юрий Сергеевич

Основные направления деятельности отдела

В теории газотермического напыления отдел развивает основные принципы газотермического напыления композиционных порошков, получения газотермических покрытий с аморфными и микрокристаллическими, а также квазикристаллическими структурами; магнетронное нанесение покрытий; электроискровое легирование; нанесение карбидных покрытий. Отделом создана компьютерная модель процессов плазменного напыления.

Общая информация

История

(дата создания, первый зав.отд.) Дата создания – 10 ноября 1985. Первый зав. отд. – д.т.н., проф. Борисов Юрий Сергеевич.

Кадровый состав

• Профессор - 1
• Доктора технических наук - 2
• Кандидаты технических наук - 5
• Старшие научные сотрудники - 2
• Младшие научные сотрудники - 10
• Инженеры - 14

Научно-лабораторная база и техническое оснащение:

Отдел занимается разработкой новых типов оборудования для нанесения покрытий. Опытный завод сварочного оборудования ИЭС изготавливает экспериментальные образцы и малые партии нового оборудования.

Методы исследований

Для измерения скорости частиц используется устройство ИССO-1, которое работает по принципу вращающегося зеркала. Исследование структуры покрытий производят методами металлографии, оптической и электронной сканирующей микроскопии, ОЖЕ-спектроскопии, Рамановской спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, микрорентгеноструктурного анализа, анализа изображения и др.

Свойства покрытия изучаются методами термического анализа, высотемпературного дифференциально-термического анализа, газового анализа; измерения микро- и макротвердости, прочности сцепления, пористости, абразивного и газоабразивного износа; потенциостатических измерений и т.д.

Публикационная и изобретательская активность:

а) книги – 5; б) статьи – более 500; в) патенты – более 150.

Области практического применения, примеры успешных проектов

1. Износостойкие плазменные покрытия на деталях текстильных машин (в 1990 г. в России и Узбекистане было организовано производство объемом до 2 миллионов деталей с покрытиями в год). Увеличение срока службы в 3 - 6 раз.
2. Кавитационностойкие газотермические покрытия (на Конотопском заводе установлена автоматизированная линия производительностью до 700000 втулок в год). Увеличение срока службы в 1.5-2 раза.
3. Восстановление коленчатых валов и различных валов плазменным и дуговым напылением.
4. Жаро- и коррозионностойкие покрытия для оборудования ТЭЦ. Увеличение срока службы в более чем 3 раза.
5. Коррозионностойкие газотермические покрытия для защиты мостов, резервуаров, строительных конструкций. Срок службы 15-30 лет без ремонтных работ.
6. Детонационное оборудование (Перун - С) и технологии для напыления износо- и жаростойких покрытий на детали газовых турбин, космических систем, насосов и т.д. Увеличение срока службы: 2-6 раз.
7. Покрытия для защиты графитовых электродов дуговых сталеплавильных печей. Уменьшение износа электрода -15 - 20 %.
8. Технология и оборудование (Киев -7 и Киев-С) для плазменного напыления износостойких покрытий на деталях насосов, энергетического и металлургического оборудования и др.
9. Карбидные покрытия для упрочнения матриц фильер, для холодного прессования порошков, ножей текстильных механизмов, дыроколов и т.д. Увеличение срока службы в 3-30 раз.
10. Плазменно-детонационное упрочнение ножей, пил и различных других режущих элементов, фильер, литейных форм. Увеличение срока службы в 1.5-8 раза.
11. Микроплазменное напыление биокерамических покрытий на детали имплантатов, крепежные детали и т.д.

Новое

Разработано оборудование и технология микроплазменного напыления биокерамических покрытий (гидроксиапатита, трикальций фосфата и др.) на различные эндопротезы и другие изделия медицинского назначения. В результате совместной деятельности коллектива специалистов Симферопольского медуниверситета, МП "КЕРГАП" и ИЭС им. Е.О.Патона разработан металлокерамический имплантат для межтелового спондилодэза с биокерамическим покрытием, на который получен патент Украины.

Решены вопросы восстановления поверхности твердосплавного инструмента, используя для этого комбинированное покрытие. Промежуточный слой толщиной 15-20 мКм, нанесенный электроискровым легированием, обеспечивает возможность наращивания детонационного покрытия из твердого сплава типа ВК 15 толщиной до 2,5-3,0 мм.

Разработана технология нанесения износостойких покрытий из карбидов ванадия или хрома путем обработки в солевом расплаве. Толщина покрытия составляет 5-40 мКм, микротвердость до 29000 МПа (карбид ванадия) и до 16500 МПа (карбид хрома). Покрытия успешно защищают от износа прессоштамповый, режущий и лезвийный инструмент, литейную оснастку для литья под давлением цветных сплавов. По результатам промышленных испытаний долговечность изделий с покрытием возрастает в 2-50 раз. Изготовлена вакуумная установка с полным набором линейных электродуговых и магнетронных испарителей цилиндрического и планарного типов. Установка предназначена для нанесения декоративных, защитных и других функциональных покрытий на изделия, изготовленные из металла, керамики, стекла, фарфора. Установка позволяет получать широкий цветовой диапазон защитных и декоративных покрытий на изделиях автомобильной и мебельной фурнитуры, тарелках, чашках, блюдцах, игрушках, зеркалах, черепице, режущем инструменте, деталях машин и других изделиях. Установка может иметь несколько модификаций. Ее универсальность определяется набором распылительных, испарительных и ионизационных устройств в зависимости от требований производства.

Национальные проекты,и международное сотрудничество

Отдел принимал участие более чем в 10 международных научных проектах среди которых:

• 1996-1998 Development of materials and equipment to produce thermal spray coatings with special electrophysical properties (УНТЦ)
• 2001-2004 Development of the composition and processes of deposition of composite coatings using SHS technology (УНТЦ)
• 2002-2004 Development and optimization of microplasma spraying for biomedical application (Европейская комиссия)
• 2007-2009 Creating international cooperation teams of excellence in the field of emerging biomaterial surface research (Европейская комиссия).

Реквизиты отдела:

03680, Киев, ул. Боженко, 11,

Институт электросварки им. Е.О. Патона НАНУ,

Tel./Fax.: 38-044-289-21-71

e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it