Аспирант ОмГТУ разработал новый способ обработки керамических материалов

Ренат Каменов разрабатывает новую технологию высокоскоростного шлифования керамических материалов. Уже на протяжении 7 лет он занимается научной деятельностью на кафедре металлорежущих станков и инструментов ОмГТУ под руководством начальника Управления научной деятельностью Дениса Реченко и ассистента кафедры Юрия Титова.

Ренат, чем вас привлекла научная деятельность в университете?

Научная деятельность меня привлекла возможностью развиваться и самореализовываться, воплощать свои идеи во что-то реальное и получать от этого удовольствие.

Почему вам интересна обработка керамики?

Данное направление меня привлекает, прежде всего, своей малой изученностью. Процессы, которые протекают при сверхвысоких скоростях шлифования таких хрупких материалов, как керамика, до сих пор вызывают множество вопросов у ученых.

В чем заключается суть вашего исследования?

Существующие на данный момент стали и сплавы уже не могут удовлетворить потребности конструкторов из-за своих недостаточных физико-механических свойств, а создание новых материалов на данный момент востребовано как никогда. Однако недостаточно просто создать новый материал, для его использования в практике необходимо создание технологии его обработки, что, в свою очередь, задача не из легких.

Как правило, технология обработки современных композиционных керамических материалов либо несовершенна и требует последующей ручной дорогостоящей доводки и полирования, либо такой технологии вовсе не существует на данный момент.

При обработке керамических материалов на классических режимах шлифования (скорость резания 25-35 м/с) возникают относительно высокие температуры в зоне резания (вплоть до температуры размягчения материала, например, для керамики на основе оксида циркония данное значение должно быть выше 1400º C). При этом известно, что повышенный нагрев обработанной поверхности приводит к возникновению остаточных напряжений в шлифуемом материале, а это, по одной из теорий, является причиной появления микротрещин в поверхностном слое керамических изделий. Причем трещины могут возникнуть не только в процессе шлифования, но и через некоторое время, которое может составлять несколько суток. Появившиеся микротрещины сокращают срок службы изделий и приводят к их разрушению. Метод сверхскоростного шлифования позволяет избежать данного недостатка.

В чем уникальность разработки?

Особенностью технологии сверхскоростного шлифования является обработка материалов на скоростях резания порядка 400 м/с. На данной скорости изменяются физические процессы в зоне резания, что позволяет обрабатывать материалы, которые сложно или совсем невозможно обработать при классических режимах шлифования. Предлагаемый способ сверхскоростного шлифования позволяет получать поверхность необходимой геометрии с шероховатостью порядка Ra 0,03-0,05 мкм (30-50 нм), что способствует сокращению затрат на производство деталей путем полного исключения дорогостоящих доводочных и полировальных операций.

Вам уже удалось апробировать ваши наработки?

Да, конечно. С самого начала темой заинтересовались предприятия Омска, занимающиеся производством керамических изделий. Для них получение необходимой точности и качества поверхности является огромной головной болью, которую мы лечим. К нам обратилось крупное российское предприятие, чтобы мы разработали технологию обработки композитов на базе карбида кремния, упрочненного его же волокнами. Предварительные эксперименты уже показали достойный результат.

На каком этапе сейчас находится исследование?

На данный момент мы продолжаем обработку различных марок керамических материалов для определения различных зависимостей. В ходе работы мы привлекаем всех заинтересованных студентов, что вызывает у меня чувство ностальгии, потому что когда-то и я так начал свой путь в науке. Если данная статья заинтересует наших студентов, которые хотели бы попробовать себя в данном направлении, то мы всегда им рады.

Ренату предстоит еще очень много работы – защита диссертации, доведение технологии сверхскоростного шлифования до идеала и внедрение ее в производство, а также вывод технологии на мировой уровень.

Желаем ему удачи в будущих исследованиях и прорывных идей!