Институт физико-технических проблем севера имени В. П. Ларионова СО РАН

АДРЕС : 677891, Россия, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1
Директор – д. т. н., профессор Слепцов Олег Ивкентьевич
Ученый секретарь – к. ф.‑м. н. Капитонова Тамара Афанасьевна
Тел.: (4112 ) 39‑06‑00, факс: (4112 ) 33‑66‑65, 39‑05‑99.
E-mail:  administration@iptpn.ysn.ru 
Сайт: www.iptpn.ysn.ru

Порошковые проволоки с минеральными модифицирующими добавками для технологии восстановления деталей техники

Аннотация: Разработаны новые составы порошковых проволок с минеральными модифицирующими добавками для получения износостойких электрометаллизационных покрытий.

Описание: В качестве модификаторов износостойких электрометаллизационных

 покрытий использовано минеральное сырье ильменитового и редкоземельного месторождений Республики Саха ( Якутия ). Модифицирование обеспечивает возможность последующего оплавления покрытий и повышения их износостойкости в условиях высоких контактных и ударных нагрузок. Для этого разработаны блок-схемы изготовления порошковой проволоки с добавками минерального сырья, технологического процесса восстановления деталей типа » вал » и определены основные режимы операций. Также разработан способ повышения износостойкости электрометаллизационных покрытий из порошковых проволок с минеральными модифицирующими добавками. Способ заключается в дополнительной термической обработке покрытий, снижающей шероховатость поверхности в стадии приработки и массовый износ в стадии установившегося износа на ≈ 15–20 %.

Инновационные аспекты предложения: Организация наукоемкого производственного участка по восстановлению коленчатых валов автотранспортной, горнодобывающей, сельскохозяйственной и др. техники, где будет внедрена технология электродуговой металлизации новых разработанных порошковых проволок.

Текущая стадия развития: Разработаны составы шихты порошковых проволок с минеральными модифицирующими добавками, определены технологические режимы изготовления порошковой проволоки, предварительной и последующей обработки деталей техники, нанесения износостойких электрометаллизационных покрытий.

Тип требующегося сотрудничества: Приобретение и модернизация оборудования для диагностики, обработки и восстановления изношенных деталей техники.

Право интеллектуальной собственности: На способ извлечения модифицирующей добавки износостойких электрометаллизационных покрытий из хвостов обогащения руд получен патент РФ.

Автоматизированная установка для измерения температуры и криогенного давления

Аннотация : Предлагается автоматизированная установка для измерения температуры и криогенного давления при одномерном промерзании-протаивании влажного дисперсного материала на базе компьютерно-измерительной системы «АКСАМИТ 6. 25 » с использованием барорезистора из моносульфида самария ( SmS ).

Описания и преимущества : Моносульфид самария ( SmS ) обладает самой высокой чувствительностью к деформации (тензочувствительностью) среди известных материалов. Применение SmS позволит создать новый класс измерительных приборов ( датчики давления–силы, момента, ускорений и т. п.), обладающих высоким выходным сигналом и минимальной погрешностью. Такие приборы могут работать в условиях повышенной радиации и сильных магнитных полей. Удобство использования таких датчиков проявляется в том, что их можно помещать непосредственно в саму исследуемую среду и таким образом измерять давление в различных точках внутри объема образца. Основной элемент барорезистора – сверхтонкая прямоугольная плёнка монокристалла кремния, прикреплённая для удобства обращения к стеклянной подложке. Размеры датчиков 0.5–2 мм. Для измерения давления с помощью барорезисторов на основе SmS необходимо было определить температурный (ТКС) и барический (БКС) коэффициенты сопротивления. Для определения ТКС датчиков использован разработанный нами азотный криостат КТТФ с рабочим платиновым термометром 1 разряда ТСПН-5, БКС определялся в камере высокого давления со сжатым воздухом или газом.

Текущая стадия развития : В данное время установка применяется для исследования процессов промерзания-протаивания влажных дисперсных сред (рис.). Для автоматической регистрации данных в процессе эксперимента написана программа на языке TurboPascal 7.1. Данная программа использует механизм адаптивного опроса и производит запись данных в файл только при наличии превышающих заданную величину изменений. Интерфейс программы представляет собой графическое окно с двумя графиками данных по времени ( температура, давление ). Для обработки и анализа полученных данных написана программа на языке Delphi 7 в среде Windows. Программа считывает из файлов данных первичную информацию и преобразует ее в графики параметров. Помимо графиков, программа выводит листинг всех данных по блокам. В программе также реализована возможность увеличения ( зумирования ) графиков до необходимого пользователю масштаба и возможность выбора отображаемых данных из списка. В дальнейшем планируется применение установки при спекании наполненных фторопластов и затвердевании бетонов.

Коммерческие предложения : Установки могут быть собраны и переданы заинтересованным организациям по коммерческому соглашению с техническим содействием.

Права интеллектуальной собственности : Данные датчики были разработаны ФТИ им. Иоффе совместно с ИФТПС СО РАН ( авторскоесвидетельство СССР № 1717946 / 1 /).

Износостойкие твердосплавные материалы рабочего элемента буровой техники с ультрадисперсными модифицирующими добавками

Аннотация: Разработаны новые составы твердосплавных буровых пластин с ультрадисперсными модифицирующими добавками.

Описание: С целью получения износостойкой мелкозернистой структуры твердосплавных материалов рабочего элемента буровой техники в качестве модификаторов использованы ультрадисперсные порошки шпинелей и карбида кремния. Выявлено, что повышение износостойкости обусловлено упрочнением твердого раствора матрицы

 ультрадисперсными тугоплавкими фазами, являющимися эффективными препятствиями при скольжении дислокаций в условиях пластического деформирования поверхностей при износе, и формированием дополнительных металлических фаз. Определены диапазоны концентраций порошковых смесей с ультрадисперсными добавками из шпинелей CoAl₂O₄, CuAl₂O₄, MgAl₂O₄ и карбида кремния, формирующих износостойкую мелкозернистую структуру. Разработаны технологические операции подготовки, холодного прессования и спекания модифицированных твердосплавных порошковых материалов ; по разработанным технологическим режимам изготовлены опытные образцы буровых пластин с высокой износостойкостью.

Инновационные аспекты предложения : Организация наукоемкого производственного участка по производству рабочих элементов буровой техники из разработанных твердосплавных материалов с ультрадисперсными модифицирующими добавками.

Текущая стадия развития : Разработаны составы износостойких твердосплавных материалов с ультрадисперсными модифицирующими добавками, определены технологические режимы подготовки, холодного прессования и спекания буровых пластин.

Тип требующегося сотрудничества : Модернизация технологического оборудования для производства рабочих элементов буровой техники.

Право интеллектуальной собственности: В результате проведенных исследований подана заявка авторов «Способ упрочнения твердосплавных рабочих элементов горнодобывающей техники », которая прошла положительную формальную экспертизу и рассматривается по существу.

Комплексные испытания металлоконструкций в условиях естественного холода

Аннотация: Предлагаются новые методики и технологии низкотемпературных натурных испытаний и исследования физико-механических свойств металлоконструк- ций при длительной эксплуатации, а также критерии оценки их хрупкой прочности и остаточного ресурса:

• низкотемпературные натурные испытания стальных труб и сосудов давления, включая исследования процессов разрушения основного металла и сварных соедине- ний под действием внутреннего давления в статическом и циклическом режимах;
• методики экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния стальных металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях Севера;
• исследования деградации физико-механических свойств ответственных металлоконструкций в условиях холодного климата;
• критерии оценки хрупкой прочности и остаточного ресурса металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях холодного климата.

Описание:

1. Низкотемпературные натурные испытания стальных труб и сосудов давления под действием внутреннего давления проводятся с измерением следующих параметров: температуры, давления, перемещения, деформации в режиме реального времени. Испытания ведутся с использованием естественного холода до – 50 °С, что не требует специальной охлаждающей аппаратуры и расходов, связанных с охлаждением при проведении испытаний крупногабаритных элементов конструкций. При испытаниях применяются специальные датчики и разработанные компьютерные программы.

2. Исследования напряженно-деформированного состояния стальных металлоконструкций производится с помощью портативных приборов, основанных на рентгеновском методе определения механических напряжений. Преимущества этого метода : возможность неразрушающего контроля образца и абсолютной оценки напряжений без использования ненапряженного образца ; локальность метода ; возможность определения напряжений в изделиях произвольной формы.

3. Исследования деградации физико-механических свойств производятся на базе динамических, циклических, статических испытаний, изучения структуры с помощью металлографии, рентгеноструктурного анализа, комплекса оптической и сканирующей электронной зондовой микроскопии.

4. Расчетно-экспериментальная оценка несущей способности и остаточного ресурса металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях Севера.

Главные преимущества предложения: Использование собственных апробированных методик, естественного холода при натурных испытаниях.

Текущая стадия развития: Разработаны методики проведения испытаний, оценки напряженно-деформированного состояния, остаточного ресурса, критерии хрупкой прочности. Комплекс приборов и оборудования используется при экспертной оценке, диагностике состояния, анализе разрушений металлоконструкций эксплуатирующихся в условиях низких климатических температур.

Права интеллектуальной собственности: Патенты получены.

Тип требующегося сотрудничества: Договоры на проведение исследований; лицензионное соглашение; коммерческое соглашение с техническим содействием.