8 800 700 5 284   +7 495 215 0 284

О технологиях

Базовыми технологиями нашей компании являются уникальные, не имеющие аналогов в мире, лазерно-плазменные технологии:

- сверхпроизводительная (до 100 см2 в секунду) наноструктурная модификация (упрочнение) поверхности металлов и сплавов;

- синтез сверхтвердых (25-40 гПа) высокопластичных нанокомпозитных покрытий (карбонитриды кремния SiCN и бора BCN) на металлах и других поверхностях.

Востребованность наших технологий и необходимость их широкого внедрения обусловлены следующими обстоятельствами:

По данным немецкой статистики затраты, связанные с преодолением износа из-за трения, оценивают в 3-5% от ВВП Германии. Аналогичной является ситуация и в других промышленно развитых странах. На примере российской статистики соответствующие ежегодные затраты составляют около 39 млрд. долл.США (4% от ВВП). Затраты, связанные с преодолением коррозийного разрушения поверхностей, не поддаются статистическому учету и во много раз превышают затраты, связанные с преодолением износа из-за трения. Аналогично не поддаются исчислению затраты, связанные с защитой поверхностей для повышения их ударопрочности в виду высокой стоимости защитных покрытий (материалов) и их большого веса.

Технологии ОптогардНанотех имеют общепромышленное значение и направлены на защиту от износа, вызванного трением и (или) коррозионным воздействием наиболее ответственных деталей машин и механизмов (двигателей, устройств, приборов, станков и т.п.), которые отвечают за основные характеристики и ресурс конечного продукта, и, тем самым, за его потребительские качества и конкурентоспособность.

Таким образом, промышленное внедрение наших технологий позволит принести экономический эффект в несколько млрд. (~4) долл. США в год только в РФ с указанным выше объемом ВВП.

При этом повышение надежности изделий, снижение себестоимости их изготовления и обслуживания, продление ресурса эксплуатации, а также современные технологии реновации путем восстановления работоспособности узлов до уровня новых, – наиболее приоритетные направления повышения конкурентоспособности продукции машиностроительных предприятий.

Все указанные обстоятельства открывают широкие перспективы для роста нашей компании, совершенствования оборудования и увеличения числа потребителей.

Основные преимущества лазерно-плазменных технологий:

- синтез покрытий и модификация поверхностей металлов происходят при атмосферном давлении;

- производительность в 7-10 раз выше, чем у традиционных методов упрочнения (закалки);

- себестоимость на порядки ниже стоимости обработки традиционными методами;

- характеристики покрытий недостижимы традиционными методами, в т.ч. при соблюдении пропорций производительность – качество – себестоимость.

Наши технологии относятся к практически безотходным, обеспечивающим полную переработку исходных материалов и сырья.

Оба технологических процесса реализуются на уникальной универсальной лазерно-плазменной установке основой которой является мощный (5 кВт) СО2 лазер, чья работа не сопровождается сколько-нибудь значительными вредными выбросами (многократно меньше выбросов легкового автомобиля), а технологические системы конструктивно обеспечивают безопасность производственного процесса.

Производительность одной установки по обработке плоских и слабоискривленных поверхностей позволит осуществлять нанесение защитных покрытий общей площадью до 300 тысяч квадратных метров в год!

Обработка цилиндров проводится с вращением легкой (~2 кг.) малогабаритной лазерной головки, что существенно упрощает конструкцию и повышает гибкость (настройку на нужный диаметр цилиндров и т.д.).

Конструктив установки и особенности технологических процессов позволяют использовать широкий спектр исходных компонентов в виде паров, газов, жидкостей, аэрозолей и выбирать из них наиболее подходящие.

Модификация поверхностей металлов

Высокопроизводительная (до ~10 кв.см/сек на кВт мощности лазера) обработка:

* чугунов;

* сталей;

* титановых сплавов

с образованием высокотвердых (10-20ГПа) сверхпластичных наноструктур, для многократного (до 7-10 раз) увеличения износостойкости и ресурса деталей и металлоконструкций.

https://www.youtube.com/watch?v=rm_FqWH36yI&feature=youtu.be

* На модифицированной поверхности происходит образование композитной структуры, состоящей из сверхтвердого слоя и уникального твердого подслоя;

* Модифицированный сверхтвердый слой имеет однородную бездефектную структуру;

* Лазерно-плазменная модификация поверхности ведет к ее упрочнению, формированию подслоя повышенной твердости со сжимающими механическими напряжениями;

* Лазерно-плазменная модификация удаляет («излечивает») структурные дефекты и микротрещины обрабатываемого изделия.

Структура модифицированных слоев различных типов металлов:

 

При использовании лазерно-плазменного метода диапазон температур обрабатываемой поверхности металла лежит от температуры плавления (Тпл.) до приблизительно половины Тпл. (т.е. >=600 С), что обеспечивает резкое (экспоненциальное) ускорение процессов диффузии, и обеспечивает фазово-структурные (например, аустенит-мартенситные) превращения при охлаждении.

Приповерхностная пульсирующая лазерная плазма позволяет в течение относительно большого времени (до миллисекунд) формировать совокупность процессов, включающих синтез поверхностного слоя, образование теплового и диффузионного (легирующих элементов) потоков в материал объекта, генерацию гиперинтенсивного ультразвука.

 

Например, в результате лазерно-плазменной модификации поверхности чугунов/сталей в атмосфере азота происходит образование двух слоёв. Верхний наноструктурированный слой толщиной 100-500 нанометров (в зависимости от скорости обработки) становится высокоазотированным (до 15-25% концентрации азота) и приобретает микротвёрдость в диапазоне 10-15 ГПа. В промежуточном слое (между поверхностным слоем и основой металла) происходят фазово-структурные превращения (как при лазерной закалке), которые приводят к увеличению микротвёрдости до уровня 8-10 ГПа (в 3-5 раз твёрже основы) на толщине в десятки-сотни микрон.

Показатели микротвердости ДО и ПОСЛЕ лазерно-плазменной модификации:

Материал  Микротвердость       Результат

ДО обработки      ПОСЛЕ обработки

Чугун СЧ-25         ≈ 3,6 Гпа        ≈ 10-12 Гпа    Увеличение ≈ в 3 раза

 Титан ВТ-1          ≈ 2,4 Гпа       ≈ 12 Гпа        Увеличение ≈ в 5 раз

 Сталь 65 Г           ≈ 3,6 ГПа      ≈ 8,2 ГПа      Увеличение ≈ в 2,3 раза

Сталь У8   ≈ 4,6 ГПа       ≈ 9,6 ГПа       Увеличение ≈ в 2,1 раза

Сталь 40ХНМС   ≈ 3,7 ГПа       ≈ 15 ГПа        Увеличение ≈ в 4 раза

 

Синтез сверхтвердых покрытий

Технологии синтеза сверхтвердых (20-40 ГПа), стойких к высоко-температурному (800-1700°С) окислению, нанокомпозитных покрытий с карбонитридами кремния и (или) бора на металлах для защитных и антифрикционных покрытий, оборудования для нефтедобычи и переработки, режущего, штамповочного инструмента и металлоконструкций.

https://www.youtube.com/watch?v=lmXBTlV67Bc&feature=youtu.be

Синтезпокрытий лазерно-плазменным методом протекает на молекулярном уровне;

* Покрытия имеют идеальную адгезию с покрываемой поверхностью;

* Покрытия имеют однородную бездефектную структуру;

* Покрытия идеально декорируют все неровности поверхности;

* Покрытия абсолютно химически нейтральны и имеют абсолютную стойкость к агрессивным средам (в том числе к воздействию концентрированных серной и азотной кислот).

Структура покрытий (на примере SiCN-покрытия):

 

 

Суть технологии заключается в создании оптического разряда, поддерживаемого непрерывным лазерным излучением в потоке газов-реагентов, истекающем в окружающую атмосферу.

Нанесение защитных пленок на поверхности различных изделий производится путем осаждение пленок нитридов, карбидов, карбонитридов на больших площадях при высоких скоростях роста. Получаемые нанокомпозитные покрытия имеют твердость, превышающую таковую для известных особо твердых монокристаллов (карбиды и нитриды кремния, титана, циркония и гафния). Кроме того, при определенных условиях возможно осаждение алмазных пленок различной структуры.

Технология реализуется путем лазерного плазмохимического осаждения с активацией исходных веществ мощным оптическим пульсирующим разрядом (МОПР) в сверхзвуковом газовом потоке с применением многофункционального 3-5 кВт СО2 лазера в импульсно-периодическом режиме генерации.

Рекордная введенная в объем газа энергия, высокая скорость охлаждения в сочетании с возможностью получения равновесной плазмы с температурой вплоть до 20-30 кК, открыли новые возможности в синтезе аморфных и нанокристаллическихнанокомпозитных материалов с новыми свойствами. Процесс ведется при давлении равном или большем атмосферного, в скоростных (включая сверхзвуковые) потоках газа, что существенно увеличивает скорость осаждения и уменьшает вероятность коагулированиязародышей образующихся в плазме.

Все новости

Форма обратной связи