Ученые повышают прочность материалов для инструментальной промышленности

Ученые исследовали структуру и свойства нанопорошковых композитов WC-Fe-Ni-Co для использования в аддитивных технологиях производства. Статья опубликована в специальном выпуске журнала «Материалы и композиты на основе интерметаллидов»

Научная группа разрабатывала металлокерамический материал на основе карбида вольфрама, в котором присутствуют стабилизирующие добавки, и апробировали его в 3D-печати. Сам по себе карбид вольфрама давно используется для инструментальной промышленности – из него производят современные режущие инструменты. Но в отличие от сверл, фрез и других инструментов из материала, произведенного классическим методом, изделия, полученные методом аддитивных технологий, могут быть применены в более сложных случаях, где нужна нестандартная геометрия.

Несмотря на то, что сам по себе материал – карбид вольфрама – известен, его аддитивное формирование пока практически не изучено. В ходе исследования томские ученые подбирали стабилизирующие добавки, которые обеспечивают конечные свойства смеси. Эксперименты показали, что введение в карбид вольфрама около 0,5% стабилизирующих добавок позволяет повысить ее прочность в 1,5 раза.

- Были изучены оксидные, карбидные добавки. В итоге наиболее подходящим для всей системы стал оксид иттрия. Были созданы экспериментальные образцы, в которых достигнуты необходимые свойства. Следующим шагом должно стать создание изделий конкретной формы, – рассказывает научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ФТФ ТГУ Максим Криницын.

Новой технологией уже интересуются компании, занимающиеся производством режущего инструмента – и томские, и из других регионов РФ. По запросу для них в Томском государственном университете могут быть созданы образцы нужных инструментов. Далее, чтобы штучное производство в лабораторных условиях расширить до промышленных масштабов, потребуется привлечение инвесторов.

Авторы исследования и опубликованного по его итогам материала: научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ФТФ ТГУ Максим Криницын, старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ Наталья Сваровская, главный специалист ИФПМ СО РАН Николай Родкевич, инженер научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ТГУ Егор Рюмин и главный научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ Марат Лернер.

Для справки: Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 21-79-30006).

Metals – исследовательский журнал, в котором публикуются исследования, связанные с материаловедением. Издается Многопрофильным институтом цифровых издательств (MDPI).