Можно ли из пыли сделать инструменты твердые как алмаз? Оказывается да. И отвечает за это порошковая металлургия. Впервые одну из ее технологий (спекание) применили в Месопотамии, тогда правда это касалось кирпичей, а спустя еще несколько тысяч лет египтяне начали использовать ее и для металлов. Но как только люди освоили доменный процесс — порошковая металлургия отошла даже на скамейку запасных. И лишь в 19 века она вернулась на свой пьедестал благодаря русскому ученому Петру Соболевскому, решившему с ее помощью проблему обработки платины.
Именно его открытие и принято считать началом победного шествия порошковой металлургии, благодаря чему теперь можно создавать продукты, которые в любых других условиях не были бы сплавлены.
Но я увлекся познавательной страничкой. Пора уже все своими глазами увидеть. Для этого мы отправляемся на станкоинструментальный завод «Вириал», где несколько дней назад запустили серийное производство полного цикла сменных пластин и заготовок осевого инструмента для станков с ЧПУ (скорее всего вы уже видели статьи написанные по пресс-релизу с этого события, так что у нас тут если и будут знакомые вам данные и цифры, то в самом финале, ну и фотографии тут все новые и эксклюзивные, а не как у некоторых граждан, которые тихонечко чужие с телефона прихватили, а теперь на них ссылку дают как на авторов)
Само предприятие создано в 1991 году учеными специалистами в высокотемпературных материалах. С тех пор оно производило множество разных наименований продуктов. Сегодня основные их мощности находятся в нескольких цехах Сестрорецкий инструментальный завод, но в мечтах и планах строительство или покупка полностью своего здания.
Пока вы все это читали — я уже на месте. Проходим на территорию, где нас ждет инструктаж по технике безопасности. И в тот момент когда мне рассказывают о том, что сюда не ходи, а это не трогай, я поведаю вам для чего вообще нужны сверхпрочные инструменты. Чем дальше наша цивилизация развивается, тем больше она начинает использовать разные очень прочные материалы. Обработать всю эту красоту просто не получается, вот и приходится создавать с помощью порошковой металлургии разную красоту.
Я даже уверен, что каждый из нас частично представляет себе процесс создания таких инструментов. И даже в юные годы проходил несколько этапов этого сложного процесса. Не верите? А зря. Куличики в песочнице пекли? Брали лопаткой песок, убирали из него все примеси, укладывали в бабайку, утрамбовывали и вот уже готовый куличик — приятного аппетита. Если сильно упрощенно то как примерно и происходят начальные этапы производства.
Начинается все с синтеза порошков, далее идет шихтподготовка и прессование, потом следует спекание, контроль, испытания и завершает все механическая обработка.
Предлагаю пройтись многим доступным нам этапам.
Наша будущая деталь изготавливается из порошков карбидов вольфрама, тантала и титана (они приходят из Брянской и Свердловской областей)
Бочки с порошками находятся на складе предприятия. Будущий сверхпрочный инструмент на данном этапе больше напоминает пыль и порошок.
После проверки качества полученных материалов их смешивают в необходимой для будущего инструмента пропорциях.
Теперь важно измельчить все компоненты до нужного размера частиц.
На выходе получают готовую смесь
Сотрудник обязательно берет образец и направляет его в лабораторию.
На этом этапе даже сложно поверить, что уже скоро это станет инструментом для авиационной, двигателестроительной, судостроительной и других отраслей
Теперь в зависимости от необходимости производства конкретной детали порошковая смесь поступает в один из цехов. Например, вот в этом выпускают заготовки твердосплавного осевого режущего инструмента (цилиндрические стержни с внутренними каналами для подвода смазочно-охлаждающей жидкости или без них)
Например, в этом экструдере наша порошковая смесь обрабатывается примерно так же, как вы зубную пасту выдавливаете из тюбика.
Смесь нагревается и выдавливается уже в виде стержней.
На этом этапе продукт еще очень далек от своих требуемых функций. И до необходимой твердости ему надо пройти еще очень важную процедуру.
Подсохшая деталь транспортируется в цех высокотемпературной обработки. Графитовые подносы с деталями отправляют в вакуумно-компрессионную печь.
Печь разогревается до 1500 градусов. После чего создается давление в сотню раз выше атмосферного. Далее происходят процессы, для описания которых надо еще пять постов написать, а нас уже другой цех ждет
На выходе из печи получается материал во много раз прочнее стали.
В другом цехе изначальный порошковый материал поступает на автоматическую линию. Тут производят сменные многогранные пластины (режущий инструмент, который непосредственно взаимодействует с обрабатываемым материалом на станках с ЧПУ)
Под большим давлением из смеси образуется крохотная деталь.
На этом этапе заготовки тоже очень хрупкие. Но мы уже знаем что им поможет — запекание.
Их так же перегружают на графитовые подносы и помещают в такую же печь как я выше рассказывал.
Внешне дверь печи выглядит как вход в убежище Fallout. И из нее уже и достается материал твердый как алмаз. Правда на каждое запекание уходят одни сутки
Размер инструмента после запекания уменьшается на треть. Полученный сплав теперь отправят в лабораторию где будут всячески изучать и проверять его качество.
Впереди лишь цех финальной механической обработки. Тут его доработают с помощью алмазных инструментов. А потом отправят на газофазное осаждение, в рамках которого на нашей детали появляется напыление с сотню раз меньше человеческого волоса, но увеличивающий ее ресурс в несколько раз.
Еще совсем недавно на предприятии многие продукты выпускались штучно. Но после запуска нового оборудования, планируется выпускать до 6 млн твердосплавных сменных многогранных пластин и до 120 тонн заготовок твердосплавного металлорежущего инструмента ежегодно. И это сделает предприятие крупнейшим производителем в нашей стране.
Но и этот объем на самом деле не предел мечтаний. Со слов директора предприятия 70% российского рынка сменных пластин и заготовок режущего инструмента, занимают зарубежные производители. И в будущем хотелось бы увеличить свою долю: по пластинам с 2% до 10%, а по заготовкам – с 10% до 40%.
Откуда деньги на новое оборудование, которое и позволило расширить производство?
Как рассказал директор ФРП Роман Петруца, на приобретение оборудования федеральный Фонд развития промышленности предоставил льготный заем в размере 1 млрд рублей, а общие инвестиции составили 1,25 млрд рублей. Это не подарок, а возвратный заем под очень низкий процент
После того как предприятие погасит заем, ФРП направит средства уже другому заводу, которое таким же способом сможет купить современное оборудование и наладить выпуск нужной для страны продукции
Кстати, вот это производство стало тысячным запущенным благодаря займам Фонда развития промышленности. Всего ФРП профинансировал уже 1900 проектов в 79 регионах страны, предоставив более 630 млрд рублей на создание высокотехнологичных и импортозамещающих производств уже почти по всей стране
Уже скоро мы с вами отправимся на новое производство и узнаем много нового, интересного и необычного
