Исследователи Томского государственного университета и Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) подобрали, использовали и апробировали стабилизирующие добавки для металлокерамической смеси на основе карбида вольфрама. Эксперименты показали, что определенные добавки повышают прочность материала в 1,5 раза, а значит, и изделий из него, в том числе режущего инструмента — сверл, дрелей и прочего. Новая металлокерамика может применяться для аддитивного создания изделий с нестандартной геометрией. Статья об исследовании опубликована в журнале «Metals» (Q1).
Научная группа разрабатывала металлокерамический материал на основе карбида вольфрама, в котором присутствуют стабилизирующие добавки, и апробировали его в 3D-печати. Сам по себе карбид вольфрама давно используется для инструментальной промышленности — из него производят современные режущие инструменты. Однако в отличие от сверл, фрез и других инструментов из материала, произведенного классическим методом, изделия, полученные методом аддитивных технологий, могут быть применены в более сложных случаях, где нужна нестандартная геометрия.
Несмотря на то, что сам по себе материал — карбид вольфрама — известен, его аддитивное формирование пока практически не изучено. В ходе исследования томские ученые подбирали стабилизирующие добавки, которые обеспечивают конечные свойства смеси. Эксперименты показали, что введение в карбид вольфрама около 0,5 % стабилизирующих добавок позволяет повысить ее прочность в 1,5 раза.
«Мы изучили оксидные, карбидные добавки. В итоге наиболее подходящим для всей системы стал оксид иттрия. Были созданы экспериментальные образцы, в которых достигнуты необходимые свойства. Следующим шагом должно стать создание изделий конкретной формы», — рассказывает научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ФТФ ТГУ кандидат технических наук Максим Германович Криницын.
Новой технологией уже интересуются компании, занимающиеся производством режущего инструмента — и томские, и из других регионов РФ. По запросу для них в Томском государственном университете могут быть созданы образцы нужных инструментов. Далее, чтобы штучное производство в лабораторных условиях расширить до промышленных масштабов, потребуется привлечение инвесторов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 21-79-30006).
Пресс-служба ТГУ
