Металл плюс алмаз равняется…

УльтраАлмазы, получаемые искусственным путем на промышленных установках «Синты», присутствуют во всех инновационных технологических разработках ученых научно-производственного объединения.

Начиная с середины прошлого века, алмазы широко и успешно применяются в самых разных отраслях промышленности в качестве «рабочей лошадки» - основного элемента режущего, абразивного, обрабатывающего и других видов инструмента. Ультрадисперсные алмазы, имея столь малый размер частиц (тысячные доли микрона!), вначале не рассматривались всерьез в сфере инструментального производства. Действительно, ни абразивных, ни режущих свойств такие частицы не проявляют. Однако оказалось, что УльтраАлмазы способны влиять на структуру электроосаждаемых металлов, делая их более твердыми, износостойкими, устойчивыми к трению, коррозии, старению и окислению. Проведенные испытания показали, что хром-алмазные и никель-алмазные гальванические покрытия – это надежный путь к повышению качества и конкурентоспособности режущего и обрабатывающего, штампового и прессового инструмента, деталей узлов трения, медицинского инструментария, других металлических изделий. Тонкие (от 3-5 до 10-15 микрон) прочные слои хром-алмазных покрытий, нанесенные на рабочие поверхности режущего и обрабатывающего инструмента, увеличивают срок службы, улучшают качество и чистоту обрабатываемых деталей и изделий. Некоторые результаты испытаний приведены в таблице.

Обозначение и материал инструмента	Обрабатываемый материал	Повышение стойкости
Сверла P6M5 P6M5K2 P18	стеклотекстолит чугун С420 ст. Х12М ст.35 12Х18Н10Т латунь феррит керамика прессматериал АГ-4 лист. сталь 09Г2С 18 мм	8÷10 раз 8÷15 раз 2,0÷2,3 раза 6÷15 раз 2,3 раза 5 раз 1,5÷2,0 раза 1,5÷2,0 раза 2,3 раза 1,6 раз
Метчики Р18 Р6М5	ст.45 ст.20 ст.35 ст.4140 ст.10, 35, 20Г2Р титановый сплав ВТ14 прессматериал АГ-4 ст.40ХНЛ	5 раз 3 раза 2,5÷3,5 раза 1,9 раза 1,3÷2 раза 1,2 раза 2,0 раза 1,7÷3,6 раза
Фрезы Р18 Р6М5	20х13 латунь ст.45 ст.Х12 алюминий 6061 АК13	15 раз 5 раз 1,42÷3,0 раза 2,0÷2,5 раза 8-15 раз 3,4÷6,2 раза
Надфили,плоские напильники Ст УЗ	12Х18Н10Т ст.Х12 титановый сплав ВТ14	до 10 раз 1,5÷2,0 раза 2÷3 раза
РазверткиР18	Пенопласт ПС1 ст.45 чугун	свыше 1,5 раза 1,5÷1,9 раза 1,8 раза
Протяжки плоские и круглые	сталь	1,5-3 раза

Разнообразие металлообрабатывающего инструмента и технологий металлообработки диктует различные, порой противоречивые требования к его рабочим характеристикам. Известно, например, что обработка сравнительно мягких цветных металлов (медь, латунь, алюминий и сплавы) зачастую вызывает большие трудности, чем обработка более твердых сплавов на основе железа. Главная причина - налипание цветного металла на кромки режущего инструмента.

Хром-алмазные покрытия обладают отличными антифрикционными и антиадгезионными свойствами, в силу чего температура в зоне резания значительно снижается и стружка цветного металла не налипает и не приваривается, а свободно скользит по поверхности инструмента. Таким образом, выгода не только в повышении срока эксплуатации инструмента, но и в существенном улучшении качества обрабатываемых металлов, в возможности сократить число операций и упростить технологии финишной отделки деталей и изделий.

Алмазсодержащие гальванические покрытия на основе хрома, никеля дают новые возможности и в декоративной отделке металлов. Благодаря повышенной плотности, беспористости хром-алмазных и никель-алмазных покрытий уже тонкие слои покрытия (5-7 микрон) способны обеспечить надежную защиту деталей и изделий от коррозионных, атмосферных и других неблагоприятных воздействий внешней среды. Для традиционных гальванопокрытий такое качество гарантировано лишь при толщине несколько десятков микрон. Но известно, что чем толще покрытие, тем больше технологических проблем при его изготовлении: неравномерность толщины, неоднородность цвета и блеска, так называемые краевые дефекты (прижоги, дендриты, сколы и отлущивание сильно напряженных покрытий на кромках и выступах). Малые толщины алмаз-содержащих покрытий не знают этих проблем, не говоря уже о том, что стоимость покрытия находится в прямой зависимости от его толщины. Другой аспект применения хром-алмазных и никель-алмазных покрытий в технологиях декоративной отделки различных материалов заключается в упрочнении прессового и штампового инструмента. Все свойства композиционных покрытий способствуют тому, что тончайшие детали и подробности формы, рисунка, фактуры данных инструментов переносятся без искажений на изделия, идет ли речь о холодной штамповке, прессовании и формовании методами порошковой металлургии, литье под давлением изделий из пластмассы или ряде других технологий.

Сегодня такие возможности по обработке металлов уже шагнули из стен лаборатории в промышленную практику целого ряда предприятий. УльтраАлмазы, изготовленные в НПО "Синта", работают на заводах Беларуси, России, Украины. Реальную экономическую выгоду от этого получают как изготовители, так и пользователи различных видов инструмента с покрытием.

Технология получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля, хрома и других металлов:
- реализуется на стандартном оборудовании с минимальными изменениями промышленного процесса хромирования, никелирования и т. д.;
- обеспечивает экономию материалов и электроэнергии за счет снижения рабочих толщин покрытий и повышения выхода по току;
- увеличивает производительность гальванических линий;
- обеспечивает снижение удельного объема отходов на единицу площади покрытия.

Разработанный в НПО «Синта» технологический процесс получения хром-алмазных покрытий выгодно отличается от известных аналогов экономным расходованием алмазной добавки, простотой приготовления и эксплуатации электролита при высоком качестве хромирования инструмента и деталей.

Пакет технических предложений по хром-алмазным покрытиям включает полную промышленно апробированную технологию нанесения хром-алмазных покрытий; УльтраАлмазы как компонент электролита хромирования с гарантией поставок необходимого количества на период эксплуатации; иженерное сопровождение внедрения и эксплуатации; технологические рекомендации и частные технические решения ("ноу-хау").

Для оценки экономической эффективности использования ультрадисперсных алмазов (УДА) в хромировании приводим некоторые характеристики предлагаемого технологического процесса:

Концентрация УДА в электролите хромирования, г/л 5-10
Концентрация УДА в покрытии, % 0,5-1,0
Расход УДА (с учетом технологических потерь)
На производство 1 кв. м покрытия при толщине 1 мкм, г 0,07
Толщина покрытия для режущего инструмента, мкм 5-10
1 кг УДА обеспечивает суммарную площадьпокрытия (h=5-10 мкм) - 1,4-2,9 тыс. м2

Минск, Республика Беларусь, 220082, п/я 59
Тел. (017) 506-04-31, тел./факс (017) 506-05-31