Разработка и исследование промышленных технологий на основе 2D- и 3D- наноструктурированных материалов и покрытий для сложнопрофилированного металлообрабатывающего инструмента и оснастки

Краткое описание проекта : Проект рассматривает важнейшую фундаментальную проблему по повышению стойкости и долговечности инструмента и оснастки с помощью промышленных упрочняющих технологий на основе наноструктурированных материалов и покрытий. Целью проекта является разработка и экспериментальная апробация технологий получения наноструктурированных материалов и покрытий для сложнопрофилированного инструмента и оснастки. Цель проекта:

Задачи проекта : Комплекс теоретических и экспериментальных исследований направлен на решение следующих задач : 1. Разработка комплекса эксплуатационных требований к сложнопрофилированному инструменту и оснастке. Классификация и разработка технологий получения наноструктурированных материалов и покрытий для инструмента и оснастки. 2. Математическое моделирование взаимодействия инструмента и оснастки с нанопокрытием и наноструктурой с обрабатываемым материалом на базе конечно - элементного анализа. Теоретические исследования влияния структуры материала инструмента на процесс резания, долговечность и стойкость. 3. Изучение влияния технологических параметров напыления и получения наноматериалов на эксплуатационные параметры сложнопрофилированного инструмента и оснастки. Исследование влияния добавок и примесей на формирование структуры и свойств инструментальных материалов. Разработка технологий получения наноструктурированных материалов и покрытий для инструмента и оснастки. 4. Экспериментальные исследования стойкости и долговечности сложнопрофилированного инструмента и оснастки с наноструктурированными материалами и покрытиями.

Актуальность выполнения проекта : Повышение долговечности и стойкости сложнопрофилированного инструмента и оснастки, работающих в условиях объемного нагружения с труднообрабатываемыми материалами, традиционными методами практически невозможно. Наиболее перспективным направлением повышения эксплуатационных показателей инструмента и оснастки является разработка технологий получения наноструктурированных инструментальных материалов и покрытий. К таким технологиям относят получение инструментальных материалов методом равноканального упрочнения, использование композитных материалов на базе нанодисперсных порошков и методы напыления наноструктурных пленок на инструмент и оснастку. Использование этих методов позволяет увеличить стойкость и долговечность инструмента в 1,5-3 раза.

Результаты проекта : 1 полугодие 2009 года Разработан комплекс эксплуатационных требований к сложнопрофилированному инструменту и оснастки Дана классификация технологий получения наноструктурированных материалов и покрытий для инструмента и оснастки Планируемые результаты: 2 полугодие 2009 года Математическое моделирование взаимодействия инструмента и оснастки с нанопокрытием и наноструктурой с обрабатываемым материалом на базе конечно-элементного анализа. Теоретическое исследование влияния структуры материала инструмента на процесс резания, долговечность и стойкость

Научная ценность результатов проекта Разработка технологии получения наноструктурированных материалов и покрытий для инструмента и оснастки Математическое моделирование взаимодействия инструмента и оснастки с нанопокрытием и наноструктурной с обрабатываемым материалом на базе конечно - элементного анализа

Установки по нанесению PVD покрытий

(а) Воздействия ионной бомбардировки на растущую пленку в диапазоне eV, обычно применяемом в обработке тонких пленок (b) Схематическое изображение возможных дефектов кристаллической решетки, образованных столкновением энергетических атомов непосредственно с атом отдачи