ПНИПУ: срок службы токарных резцов продлен в шесть раз

Ученые Пермского Политеха разработали способ, позволяющий значительно увеличить срок службы режущих инструментов. Новый метод радиационной модификации повышает износостойкость токарных резцов в 1,5–6 раз. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.

Точность работы механизмов — от автомобильных двигателей до медицинских инструментов — напрямую зависит от качества обработки деталей.

Для этого используют токарные резцы — небольшие пластины, срезающие лишний металл. Однако в процессе работы они нагреваются до сотен градусов и быстро изнашиваются, что увеличивает затраты производства.

Существующие методы упрочнения имеют ограничения. Термообработка повышает твердость, но делает материал хрупким, а защитные покрытия действуют только на поверхности и со временем разрушаются.

Российские исследователи предложили альтернативный подход — радиационную модификацию металла. В основе метода — обработка гамма-излучением от изотопа кобальта-60, которое проникает вглубь материала и изменяет его структуру.

"Главное преимущество метода — высокая проникающая способность гамма-излучения. Под его воздействием в кристаллической решетке металла происходят процессы упорядочивания, снижаются внутренние напряжения и повышается износостойкость", — пояснил Владимир Онискив, кандидат технических наук, доцент кафедры "Вычислительная математика, механика и биомеханика" ПНИПУ.

В отличие от традиционных способов, новая технология воздействует не только на поверхность, но и на определенную глубину материала. Это позволяет "залечивать" микродефекты структуры без повышения хрупкости.

В ходе экспериментов ученые протестировали разные дозы облучения — от 20 до 200 кГр — и определили оптимальный диапазон.

При умеренных значениях запускаются процессы восстановления структуры, а при чрезмерных — дефекты начинают накапливаться вновь.

Испытания показали, что при обработке конструкционных сталей обычный резец изнашивался после 700 мм пути, тогда как модифицированный сохранял работоспособность до 1750 мм. При работе с нержавеющей сталью износ также существенно снижался.

По словам исследователей, технология позволит сократить расходы на инструмент и повысить эффективность металлообработки. Это особенно важно для отраслей, где высокая точность и долговечность деталей критичны.