С его помощью учёные разрабатывают производственные технологии для создания новых материалов, которые одновременно сочетают в себе пластичность и прочность.
Стан асимметричной холодной прокатки, собранный в Южной Корее по техническому заданию магнитогорских учёных, по своим характеристикам является единственным в Европе и третьим во всём мире. Он позволяет прокатывать стальные образцы с обжатием 75–80 процентов за один проход. В результате получается ультрамелкозернистая структура материала. За несколько месяцев работы стана в лаборатории «Механика градиентных наноматериалов имени А. П. Жиляева» МГТУ им. Г. И. Носова учёным удалось достигнуть солидного градиента между верхней и нижней поверхностями листа, который составил около 25 процентов, что позволило получить одновременно пластичный и прочный металл. Удалось снизить усилие прокатки в 2–4 раза по сравнению с обычной симметричной прокаткой.
– Как правило, в металлургии материалы имеют либо высокие прочностные характеристики и низкую пластичность, либо наоборот. Одновременно этого добиться очень сложно, а данные технологии позволяют получить металл с таким уникальным совмещением свойств, – поясняет заместитель заведующего лабораторией Александр Песин. – На этом стане можно создавать технологии производства слоистых и биметаллических материалов. Использование подобных ультрамелкозернистых материалов в автомобильной, авиационной и космической отраслях, например, позволит уменьшить толщину листа, а значит, снизить металлоёмкость всей конструкции, что даёт больший экономический эффект.
Кроме стана асимметричной прокатки в лаборатории МГТУ им. Г. И. Носова установлен роботизированный комплекс инкрементальной штамповки. Его основная цель – производство опытных партий изделий и прототипов. Технология позволяет работать с конструкционными, нержавеющими, высокопрочными и оцинкованными сталями, цветными металлами, титаном и другими материалами. Основное отличие от традиционных технологий в том, что не требуется изготовление дорогостоящего формоизменяющего инструмента и использования мощного прессового оборудования.
– Мы создаём 3D-модель детали в специальном комплексе и программу для робота. При запуске робота пуансон подводится к заготовке и начинает пошаговое формообразование заданной программой детали. Инкрементальной штамповкой, в отличие от традиционных способов листовой штамповки, можно изготовить детали большей сложности, чем при обычной штамповке, – комментирует Александр Песин.
Студенты и учащиеся проектной школы МГТУ им. Г. И. Носова уже работают на оборудовании и получают актуальные практические знания по современной технологии обработки металлов давлением, осваивают навыки написания программ для управления промышленными роботами. Учёные же отрабатывают режимы производства деталей и изделий для различных отраслей промышленности.
Стан асимметричной прокатки и комплекс инкрементальной штамповки позволят одновременно решать научно-образовательные и опытно-производственные задачи. Они дополнили существующую в университете исследовательскую и технологическую базу института «Наносталей» по материаловедению. Учёные МГТУ им. Г. И. Носова теперь проводят не только разработку технологий от выплавки стали до получения заданных свойств, но и готовы делать небольшие опытные партии специальных материалов.
