НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел нетрадиционных энерготехнологий

Криогенная технология получения порошковых металлических композиций для восстановления и упрочнения металлических поверхностей

   Технология позволяет перерабатывать лом твердосплавных материалов, в том числе техногенного происхождения, например сердечники бронебойных снарядов устаревших образцов вооружения, в порошки металлических композиций заданной дисперсности.
   В основу технологии положен принцип использования ударно-сдвиговых деформаций в условиях криогенных температур. Исходное сырье охлаждается до температуры 77 К, а затем производится помол в инертной азотной среде с использованием разработанного аппарата – криогенного аттритора (см. рисунок). Рабочими разрушающими элементами в аттриторе являются металлические или керамические шары, приводимые в действие импеллером. Благодаря низким температурам существенно увеличивается хрупкость металлов, а инертная среда не позволяет порошку окисляться. Такой способ позволяет максимально сохранить исходные физико-химические свойства перерабатываемых материалов и достичь заданной дисперсности получаемых порошков. Порошки могут быть применены для нанесения высокопрочных, износо- и жаростойких покрытий на различные высоконагруженные металлические детали узлов машин и механизмов.

Экспериментальная установка для криогенного помола – криогенный аттритор
Криогенный аттритор

   Криогенная технология позволяет получать неокисленные порошковые композиции заданной дисперсности различного компонентного состава, т.е. из нескольких металлов и неметаллов одновременно. Возможность получения металлических, металлокерамических, углерод-керамических и прочих композиций, открывает перспективы для дальнейшего развития конструкционного материаловедения.
   Могут применяться для:
      • утилизации техногенных твердосплавных отходов оборонного комплекса и народного хозяйства. Получаемые порошковые композиции могут применяться для нанесения высокопрочных, износо- и жаростойких покрытий на различные высоконагруженные металлические детали машин и аппаратов. В военной области получаемые порошки могут быть использованы для производства бронежилетов и сердечников бронебойных снарядов нового поколения и пр.;
      • производства наноразмерных порошков карбида кремния;
      • одновременного диспергирования и гомогенизации порошков материалов с различными физическими свойствами для создания новых видов конструкционных материалов, в частности металлокерамики 5-го поколения;
      • получения порошков из растительного и животного сырья для пищевой, фармакологической и парфюмерной промышленности;
      • получения порошков в фармацевтической и пищевой промышленностях.
   Разработаны опытные пилотные установки – криогенный аттритор для получения ультрадисперсных порошков, дезинтеграторы для диспергирования твердых материалов их гомогенизации. Технология апробирована при производстве порошков из вольфрама, никеля, алмазов, а также металлополимерных, металлокерамических композиций и пр.