Инновационная технология НИТУ «МИСиС» обеспечит российский авиакосмос суперлегкими магниевыми деталями
Материаловеды НИТУ «МИСиС» разработали инновационный и экономичный способ производства, обеспечивающий получение уникальных магниевых сплавов для авиакосмической промышленности и машиностроения. Новый тип флюса (расплавленная солевая прослойка — обязательная составляющая технологии производства) позволяет получить легкий и прочный металл с повышенной коррозионной стойкостью и высокими механическими свойствами. Применение магниевых деталей способствует уменьшению массы самолета или автомобиля. В настоящее время промышленные испытания технологии уже проводятся на отечественных авиастроительных предприятиях: ОАО «Каменск-Уральский литейный завод», НПО «Сатурн», ОАО «Казанское Моторостроительное Производственное Объединение» и др.
Магний — очень легкий металл, его плотность меньше, чем у алюминия и титана: 1,73 грамма на кубический сантиметр по сравнению с 4,5 и 2,7 грамма на кубический сантиметр соответственно. Для авиации и космоса, где борьба за каждый поднятый килограмм идет на тонны топлива. Однако низкая коррозионная стойкость магниевых сплавов российского производства не позволяет применять их в авиации, ракето- и автомобилестроении. Это отрицательно сказывается на конкурентоспособности российской техники на мировом рынке.
Характерной особенностью магниевых сплавов является высокая химическая активность в расплавленном состоянии, что делает невозможным их плавку на воздухе без специальных защитных мер, исключающих контакт поверхности расплава с воздухом.
Поэтому еще на начальном этапе развития магниевой промышленности разработали такие меры: на поверхность расплава наносят специальную легкоплавкую соль — флюс, которая растекается и предохраняет металл от окисления и возгорания. На плавку, рафинирование и вспомогательные операции при производстве тонны магниевого сплава требуется в среднем 300 килограммов флюса.
Еще одна проблема заключается в том, что высококачественный магниевый сплав должен быть свободным от примесей, особенно хлоридов. Иначе коррозионная стойкость металла резко снизится, а его механические свойства ухудшатся, то есть сплав окажется непригодным в такой требовательной к качеству отрасли, как авиакосмическая.
«Мы решили задачу путем введения 30% хлорида кальция в состав флюса на основе уральского минерала карналлита, получив флюс с высоким очищающим эффектом, — рассказал руководитель проекта, ведущий инженер Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ „МИСиС“ Антон Наливайко, -Улучшенный состав и способ изготовления обеспечивают хорошую растекаемость, длительный период с момента нанесения флюса до появления первых очагов возгорания на поверхности расплавленного металла и, что самое главное, полное отсутствие брака по солевым включениям. В итоге технология гарантирует повышение коррозионной стойкости магниевых отливок, уменьшение потерь легирующих компонентов и, как следствие, стабильный химический состав сплавов».
Применение созданной в НИТУ «МИСиС» под руководством профессора кафедры цветных металлов и золота Вадима Тарасова совместно с индустриальным партнером ООО «ОК СТРОЙБИС» технологии производства магния поможет исключить образование содержащих токсичный барий шлаков, улучшить качество производимого сплава, повысить его конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынках и в конечном счете увеличить объем импортозамещения в авиакосмическом и автомобильном секторах российской промышленности.
Применение инновации в промышленных масштабах позволит снизить стоимость магниевого литья на
