Ученые НИТУ МИСИС и Лионского университета предложили новый способ создания металлических форм для порошковой металлургии

Исследователи разработали технологию производства оболочек сложной геометрии без использования сварки и дорогостоящей 3D-печати. Открытие может найти применение в аэрокосмической отрасли, энергетике и машиностроении при изготовлении деталей из металлических порошков методом горячего изостатического прессования.

Директор Института технологий НИТУ МИСИС Андрей Травянов пояснил, что форма является ключевым элементом процесса прессования: она должна быть прочной, герметичной, пластичной при высоких температурах и при этом легко удаляться после обработки. Традиционно такие оболочки изготавливают из металлических заготовок с помощью сварки, однако этот способ неприменим для сложных форм. Альтернатива в виде 3D-печати дорогостояща и ограничена размерами оборудования.

В основу нового подхода легла технология холодного напыления, при которой металлический порошок с высокой скоростью наносится на поверхность, формируя плотное покрытие без значительных внутренних напряжений. Процесс начинается с создания модели будущей детали, например из алюминия. Затем на неё методом холодного напыления наносят слой стали. После этого алюминиевую основу удаляют, оставляя металлическую оболочку нужной формы.

Для укрепления временного покрытия учёные провели термическую обработку. В результате свойства материала значительно улучшились: прочность выросла примерно в четыре раза, а способность к деформации — с 1% до 20%. Исследователи собрали полноценную капсулу, заполнили её порошком никелевого сплава и провели горячее изостатическое прессование. Оболочка выдержала весь процесс: трещины не образовались, соединения остались прочными. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Thermal Spray Technology.

Старший научный сотрудник лаборатории гибридных аддитивных технологий НИТУ МИСИС, кандидат технических наук Максим Хомутов отметил, что исследователям удалось продемонстрировать возможность создания оболочек сложной формы без сварки и дорогостоящей печати. В перспективе технология может найти применение не только в порошковой металлургии, но и в аддитивном производстве, например для уплотнения деталей, полученных холодным напылением, что открывает новые возможности для создания прочных металлических изделий сложной геометрии.


Фото: Shutterstock.com