О каменных станках и титановых дисках

Отчет о заседании Комитета по станкостроительной и инструментальной промышленности Союза машиностроителей России на тему «Комплексные технологии для техперевооружения и модернизации предприятий ОПК в соответствии с концепцией «Индустрия 4.0»». 22 октября 2019 г. ЦВК «Экспоцентр».

Мероприятие, состоявшееся в ходе выставки «Технофорум-2019», вылилось в череду информационно-рекламных докладов представителей различных компаний. Иногда, впрочем, сквозь саморекламу просачивалась любопытная техническая информация. К примеру, представитель Fanuc, мирового лидера в разработке промышленных роботов, сообщил, что его компания является производителем сильнейшего робота в мире грузоподъемностью 2300 кг. А всего в мире работают более 592 тыс. роботов Fanuc.

А вот еще интересная подробность: у станков для ультрапрецизионной обработки, которые штучно изготавливает ВНИИИНСТРУМЕНТ по индивидуальным заказам, станины делают из натурального габбро-диабаза (разновидность базальта, которую используют также для бордюрных камней). На этих станках, к примеру, фрезеруются кристаллы дигидрофосфата калия для выходных окон сверхмощных лазеров.

Рафаэль Сухоруков из Института машиноведения им. А.А. Благонравова рассказал о новой российской технологии производства дисков для газотурбинных двигателей.

Интересный доклад представил Рафаэль Юрьевич Сухоруков из Института машиноведения им. А.А. Благонравова: «Исследование и разработка автоматизированного оборудования для изотермического формообразования заготовок деталей ГТД из жаропрочных сплавов».

Речь шла о новой российской технологии для производства заготовок дисков газотурбинных двигателей (ГТД). К этим дискам крепятся лопатки турбин и компрессоров. Деталь очень ответственная. Ее изготавливают из жаропрочных никелевых или титановых сплавов. Главное требование к заготовке – однородность структуры материала.

Ведущие западные предприятия для изготовления таких деталей применяют мощные горизонтальные прессы, развивающие усилие 20-25 тыс. т., с использованием молибденовых вакуумных штампов. Это очень дорогостоящая технология. У нас таких прессов нет, поэтому используется многоцикловый процесс: болванка нагревается, из нее штампуется предварительная заготовка, потом проводится ее механобработка, потом она опять нагревается, штампуется и подвергается механобработке. И так несколько раз. Процесс длительный. Много материала идет в отходы. Точные геометрические размеры заготовки соблюсти затруднительно. «Эти данные мы не очень распространяем, – признается Рафаэль Сухоруков, – но из 150 кг получаем диск массой 18 кг».

Для устранения этих недостатков была разработана технология раскатки в условиях сверхпластичности. Суть в том, что раскатка производится в печи, которая поддерживает температуру, при которой металл становится сверхпластичным: то есть еще не расплавился, но мнется, как пластилин. Для титановых сплавов это где-то 1050°С, для никелевых – от 1150 до 1200°С. Для раскатки заготовки в таких условиях достаточно усилия в 150-200 кН (15-20 т).

Заготовка 400 мм в диаметре раскатывается до 800 мм – самый распространенный размер для дисков ГТД. За счет большей однородности механические свойства такой заготовки увеличиваются на 10-15% по сравнению с существующими технологиями. Более того, получается заготовка не просто с однородной, но даже с регулируемой структурой и с малыми припусками – снимать при мехобработке надо не больше 2 мм.

Заготовка зажимается вращающимися шпинделями прямо в печи. Пара роликов используется для поддержки, другая пара – для раскатки.

Сначала был изготовлен экспериментальный стан весом 90 т, который для производства использовать нецелесообразно. На один только нагрев заготовки уходит 2 часа, и за 10 часов работы можно изготовить только 2 диска. На этой установке исследовалась технология. В дальнейшем вместе с Производственным комплексом «Салют» (изготовитель ГТД АЛ-31Ф для самолетов семейства Су-27) был изготовлен опытно-промышленный стан массой 120 т. Он отличается тем, что заготовка разогревается в предварительной печи, а уже потом помещается в рабочую печь. Сейчас новая технология проходит стадию отработки.

Кому-то может показаться, что эта тема интересна только специалистам. А на наш взгляд, то, что делают эти люди, интереснее и важнее, чем любая политика. Именно такие новшества стоит обсуждать в бесчисленны блогах, твиттах и постах. Потому что из каменного века человечество вывели не пламенные борцы за свободу и демократию, а ученые и изобретатели.

Холдинг НИКС – это сеть из более чем 100 магазинов цифровой техники по всей России; это инжиниринговый центр по проектированию высокотехнологичных производств «Проектмашприбор», на 75% принадлежащий компании НИКС и на 25% – Госкорпорации «Ростех»; это нанотехнологическая лаборатория, в стенах которой разработаны и изготовлены сканирующие туннельные микроскопы, исследуется квантовый электронный транспорт в металлических наноструктурах, ведутся работы по квантовым вычислениям; это агропромышленный комплекс «Тюринский» площадью 19 800 га в Тульской области, который по производительности труда сопоставим с немецкими фермерскими хозяйствами.

Читайте также:

Картинки с выставки «Литмаш-2019»

Угроза искусственному интеллекту.

Откуда растут крылья у электрического самолета

На традиционных самолетах летать к 2025 году будет нельзя.

В чем настоящая проблема черного крыла МС-21

В России две беды. Но самолетам мешает только одна.