Исследователи из России разработали метод, позволяющий наносить композитные покрытия на основе латуни и упрочняющих частиц на поверхность различных стальных деталей с минимальным воздействием на окружающую среду.
Данная методика также превосходит уже имеющиеся способы обработки деталей по экономичности.
«Мы получили однородное латунное покрытие благодаря предобработке сырья. Обычно в методе холодного напыления используются три порошка: медь, цинк и укрепляющая добавка, например, корунд. В нашем случае порошки меди и цинка прошли механическое легирование, что привело к образованию сплава латуни еще до начала напыления», — объяснила исследователь из «Сколтеха» Ирина Тумбусова.
Как отмечают ученые, латунные покрытия применяются промышленниками для защиты металлических деталей от коррозии, а также для повышения их устойчивости к механическому износу и вибрациям. Это особенно актуально для материалов, используемых в авиационной и морской технике, при соединении сегментов буровых колонок, трубопроводов, рельсов, а также в промышленных станках для защиты направляющих и других подверженных трению элементов.
В настоящее время подобные покрытия наносятся на материалы с помощью двух методов: гальванизации и газодинамического напыления. Первый метод требует погружения деталей в громоздкие системы для электрохимического осаждения покрытий и приводит к образованию большого количества токсичных отходов. Напыление при высоких давлениях может повредить детали, а при низких — на их поверхности часто формируется не сплав, а изолированные скопления из частиц меди или цинка.
Российские исследователи обнаружили, что данную проблему можно решить, если особым образом обработать порошки меди и цинка еще до их нанесения на защищаемую деталь. Для этого требуется длительное время перемешивать их в высокоэнергетической мельнице, что приводит к дроблению частиц цинка и меди и их «свариванию» друг с другом. В результате образуются однородные частицы латуни, которые способны равномерно наноситься на защищаемые изделия.
Для производства и нанесения этого порошка на детали не требуется сложное, громоздкое и немобильное оборудование, что позволяет осуществлять напыление на различные конструкции прямо на производстве, в процессе ремонта промышленных установок или при обслуживании инфраструктурных объектов. Это также снизит нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения выбросов токсичных соединений в процессе производства и нанесения латунных покрытий.
Фото: hi-tech.mail.ru