Аспирантка ОмГТУ работает над повышением производительности обработки титановых сплавов

«Суть исследования заключается в повышении производительности обработки титана и титановых сплавов на проволочно-вырезных электроэрозионных станках при одновременном обеспечении качества поверхностного слоя. Над этой темой я начала работать при поступлении в аспирантуру. Мой научный руководитель с командой ученых уже занимались исследованиями в области электроэрозионной обработки различных металлов. Изучение обработки титана я решила взять на себя.

Увеличение энергии единичного импульса в процессе проволочно-вырезной электроэрозионной обработки приводит к увеличению толщины дефектного диффузионного слоя и глубины проникновения микротрещин, что в свою очередь приводит к снижению прочностных характеристик титановых сплавов. Наша задача – решить эту проблему.

Наша работа уникальна тем, что по сравнению с традиционными лезвийными методами обработки электроэрозионная обработка обладает рядом таких преимуществ, как возможность обработки тонкостенных деталей без их деформации, возможность изготовления нетехнологичных конструктивных элементов и обработки токопроводящих материалов, обладающих высокой твердостью.

На данный момент мы изготавливаем лабораторные образцы из титановых альфа-, альфа-бета- и бета-сплавов на электроэрозионном станке с различными режимами обработки. Далее планируем изготовить микрошлифы и исследовать их на растровом электронном микроскопе с рентгеновским энергодисперсионным спектрометром на предмет глубины проникновения микротрещин и диффузии химических элементов из электрода инструмента в поверхностный слой. Будут построены зависимости глубины проникновения микротрещин от энергии импульса и зависимости глубины диффузионного слоя от энергии импульса.

Как известно, титан – уникальный по своим свойствам металл. С каждым днем этот металл получает все большее распространение в различных отраслях производства благодаря жаропрочности, коррозийной стойкости и высокому отношению прочности к весу. Данные характеристики обуславливают применение титана и его сплавов в качестве одного из наиболее востребованных материалов при изготовлении авиационных двигателей. Высокая коррозийная стойкость, низкая химическая активность в организме человека и низкие ферромагнитные свойства обеспечивают широкое использование титана и титановых сплавов при изготовлении медицинских инструментов, биосовместимых имплантатов, а также удовлетворяют требованиям диагностики пациентов с имплантатами методом МРТ.

Наше исследование находится на этапе эксперимента. К слову, мы сделали значительные успехи в эксперименте, который был посвящен подбору оптимальных режимов обработки титанового сплава ВТ3-1 на проволочно-вырезном станке SODICK VZ300L, минимизирующих число обрывов проволоки. Установлено влияние подобранных режимов на шероховатость, морфологию и трещинообразование в поверхностном слое титанового сплава ВТ3-1.

Сейчас я активно готовлюсь представить свою работу на конкурсе «У.М.Н.И.К. 2020» в ноябре».