Паста и наплавка
Чтобы деталь не изнашивалась, на нее наносят защитный слой — своего рода броню. Делают это с помощью мощного индукционного нагрева.
«Детали для обработки почвы или детали для сцепления железнодорожного вагона постоянно трутся, ударяются и ржавеют, — объясняет Михаил Сейдуров. — Чтобы они не изнашивались, их наплавляют защитным слоем. Наплавляют "броню"».
Ученые добавили в состав три ключевых компонента. Церий — это редкоземельный металл, который делает зерно металла мельче, а значит, слой становится прочнее. Молибден убирает хрупкость и защищает от ржавчины. А специальный клей КМЦ помогает пасте ровно распределиться на поверхности детали. При нагреве клей полностью выгорает и не оставляет загрязнений в наплавленном слое.
Польза от испытаний
Разработку проверили на самой ходовой стали 65Г. В итоге поверхность детали с новым покрытием изнашивается в полтора раза медленнее, чем с прежними составами. При этом паста плавится равномерно, без загрязнений и ржавчины.
Новая паста будет полезна аграриям и железнодорожникам. Лемех плуга, лапы культиваторов, замки автосцепок вагонов будут служить значительно дольше, а ремонтировать их придется реже — уверяют ученые.
Мел лучше импорта
Но пастой работа ученых с промышленностью не ограничивается. Яркий пример — сотрудничество АлтГТУ с компанией «Тонар», которая производит товары для охоты, рыбалки и туризма. С 2022 года предприятие активно решает сложные инженерные задачи вместе с университетом.
У «Тонара» была проблема. На новом оборудовании для зачистки металлических изделий дважды случилось самовозгорание. Пыль, которая образовывалась при обработке, внезапно воспламенялась. Никто не пострадал, оборудование удалось сохранить, но риск оставался.
Сначала проблему решали с помощью дорогой импортной присадки. Она впитывала масло и не давала пыли загораться. Но цена была высокой, а в условиях санкций поставки стали непредсказуемыми. Тогда в «Тонаре» обратились в АлтГТУ.
Химики кафедры «Химическая технология» провели анализ и выяснили, что импортная присадка — это разновидность модифицированной глины. Подобный продукт в России не производят, он стоит дорого и имеет очень низкую насыпную плотность, то есть при перевозке компания платит за воздух.
Ученые предложили неожиданное решение — заменить дорогую присадку обычным мелом, который используют, например, в корме для животных. Лабораторные испытания показали, что мел не только в три с половиной раза лучше впитывает масло, но и безопасен. При нагревании он разлагается с выделением углекислого газа, который не поддерживает горение и обеспечивает эффект самотушения.
Возгорания прекратились. Экономия составила 450 тысяч рублей в месяц, а риск потерять станок стоимостью более 10 миллионов рублей исчез.
Контроль нагрева
Следующей задачей стало производство ножей для ледобуров. Их качество и стойкость зависят от того, как сталь обработали температурой. Нагретый до определенной температуры металл нужно вовремя охладить.
Раньше этот процесс контролировал один уникальный специалист. Он на глаз, по цвету каления, определял температуру с точностью до десятков градусов. Но если такой человек болел или уходил в отпуск, производство вставало. Обычные термодатчики из-за особенностей изделия давали большую погрешность.
Ученые АлтГТУ предложили решение на основе машинного зрения. Специальная камера фиксирует цвет раскаленного металла. Алгоритмы искусственного интеллекта, обученные на тысячах снимков, анализируют спектр излучения и точно определяют температуру. Система сама вносит корректировки в режим работы установки и устойчива к изменениям освещения в цехе.
