Ведущая в России и мире компания по разработке и производству оборудования для нанесения металлических покрытий
В машиностроении, как в производстве продукции, так и в ремонте машин и технологического оборудования, широко используются металлические покрытия. Их задача – обеспечивать специальные свойства поверхностей деталей: коррозионностойкость, износостойкость, герметичность, электропроводность и т.д. В промышленности существует ряд технологий создания металлических покрытий - металлизация в расплавах, гальваническое нанесение, нанесение покрытий с помощью электродуговых, газопламенных и газоплазменных установок, и др. Специалисты Обнинского центра порошкового напыления («ОЦПН») разработали принципиально новую технологию нанесения металлических покрытий, за которую в 2011 получили Премию Правительства РФ в области науки техники. Технология получила название ДИМЕТ (динамическая металлизация), на ее основе было разработано и запущено в серийное производство оборудование с товарным знаком ДИМЕТ®. Сегодня установки ДИМЕТ® работают более чем на 1500 предприятий России. Кроме того, оборудование ДИМЕТ® успешно эксплуатируется в США, Канаде, Японии, Австралии, Германии, Нидерландах, Франции, Финляндии, Италии, Болгарии, Турции, Украине, Белоруссии, Казахстане, и других странах. Об этой уникальной технологии и оборудовании рассказывает один из разработчиков – директор «ОЦПН» Олег Федорович Клюев.
Олег Федорович, что представляет собой технология ДИМЕТ?
Ее суть состоит в том, что частицы порошка металла, смешанные с частицами порошка керамики, ускоряются сжатым воздухом до сверхзвуковой скорости (400-600 м/с) и на этой скорости взаимодействуют с поверхностью детали, создавая на ней металлическое покрытие любой толщины. Ключевая особенность нашей технологии, очень важная для ее применения, заключается в том, что нанесение металла на подложку осуществляется без заметного теплового воздействия – поверхность детали, на которую наносится покрытие, нагревается очень слабо. В результате деталь не деформируется, не возникают внутренние напряжения. Особенно это важно для деталей сложной конфигурации – с тонкими стенками, которые очень требовательны к изменению геометрии, чувствительны к деформации.
Технология ДИМЕТ позволяет наносить металлические покрытия не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон. К настоящему времени технология позволяет наносить покрытия из алюминия, цинка, меди, олова, свинца, баббитов, никеля.
Как была открыта эта технология?
До 90-х годов мы с коллегами являлись сотрудниками Института экспериментальной метеорологии (Обнинск) и занимались исследованиями верхней атмосферы Земли, в частности, вопросами взаимодействия высокоскоростных частиц с различными поверхностями. Естественно, мы накопили большой опыт и знания в области сверхзвукового удара. Во время экспериментов мы наблюдали, что на скоростях примерно 500 м/с, металлические частицы закрепляются на поверхности. Но тогда нас этот диапазон скоростей не интересовал.
После распада СССР государство фактически перестало финансировать научные исследования, в том числе и те, в которых мы работали. Как и многие в то время, мы были вынуждены искать новые способы дальнейшего существования. И мы – несколько друзей и единомышленников - решили разработать из наблюдавшегося нами явления коммерческую технологию. Это потребовало значительных усилий по поиску инвесторов, созданию экспериментальных стендов, организации исследований и разработок, изучению патентных материалов в этой области. Мы выяснили, что обнаруженное нами явление закрепления высокоскоростных твердых частиц на поверхности было впервые открыто новосибирскими учеными. В качестве ускоряющего газа в своих исследованиях они использовали очень дорогой газ - гелий. Мы же в своих исследованиях использовали воздух – дешевый и легкодоступный газ. Нам удалось найти собственные оригинальные физические и конструкторские решения, которые позволили создать свою версию технологии, существенно отличающуюся от новосибирского подхода. Все наши разработки защищены патентами России и ряда ведущих промышленно-развитых стран.
Сегодня в кругах международных исследователей методов напыления металлических покрытий и инженеров-практиков способ нанесения металлических покрытий с помощью твердых и холодных частиц, ускоренных газовым потоком, получил название cold spray – холодное газодинамическое напыление. За версией технологии, разрабатываемой новосибирскими учеными и их последователями, закрепилось название «холодное газодинамическое напыление высокого давления» - high-pressure cold spray. Технология, разработанная нашим предприятием, получила название «холодное газодинамическое напыление низкого давления» - low-pressure cold spray. Пока мы являемся единственной в мире компанией, которая разрабатывает эту технологию напыления.
Расскажите об оборудовании, разработанном на основе технологии ДИМЕТ: какие задачи оно решает, и в каких отраслях промышленности применяется.
Мы серийно выпускаем несколько моделей оборудования ДИМЕТ® - 404, 405, 412, 421, 423, а также автоматизированные комплексы и вспомогательное оборудование (пылезащитная камера ПЗК-С5, сопловой блок СББ-03, аппарат СД-6).
Установки ДИМЕТ® применяются для восстановления утраченных объемов металла (ремонт дефектов литья, механических дефектов деталей), герметизации течей жидкостей и газов, нанесения электропроводящих, антифрикционных и противозадирных покрытий, нанесения подслоев для пайки, антикоррозионной защиты, авторемонта, специальных применений.
Сегодня технология ДИМЕТ используется в различных областях машиностроения. Среди наших заказчиков - «Балтийский завод гидравлического оборудования», «Коломенский завод», «Воткинский завод», «Завод электротехнического оборудования», «Ярославский завод дизельной аппаратуры», «Ижевский механический завод», «Салют», и многие другие.
Наша технология применяется в авиакосмической промышленности – для нанесения металлических покрытий при изготовлении и ремонте деталей техники, которые невозможно нанести другими способами. Среди клиентов из этой отрасли – ОАО НПО «Сатурн», Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева, НПО «Взлет», НПО «Технология», «Редуктор-ПМ», и т.д.
В нефтегазовой промышленности аппараты ДИМЕТ® применяются для ремонта нефтедобывающего и газоперекачивающего оборудования. Нашими установками пользуются такие компании, как «Тюментрансгаз», «Сургутнефтегаз», «НТС-Лидер», ОАО «Дорогобуж», ОАО «Каустик», и мн. др.
В атомной энергетике, судостроении, судоремонте, железнодорожном транспорте – наши аппараты используются для антикоррозионной защиты деталей механизмов и ремонта подшипников скольжения. В электротехнике – для нанесения электропроводящих слоев и подслоев для пайки на изделия из металлов, стекла, керамики. Технология широко используется в ремонте автомобилей, дорожной и военной техники. Даже в декоративно-прикладном искусстве с помощью оборудования ДИМЕТ® специалисты восстанавливают исторические скульптурные памятники. Например, на Исаакиевском соборе и Петропавловской крепости скульптуры ангелов ремонтировались с помощью нашего оборудования.
Какой комплекс услуг вы предлагаете к вашему оборудованию?
Мы оказываем гарантийное и постгарантийное обслуживание оборудования, поставляем расходные порошковые материалы, запасные части и сменные модули для оборудования. Также наша компания проводит обучение работе на установках ДИМЕТ®. Помимо производства оборудования, мы разработали и серийно выпускаем линейку расходных материалов: это металлические порошки, адаптированные для использования в наших установках.
В чем отличие газодинамического метода нанесения металлических покрытий перед традиционными?
Газодинамический метод обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами. Самое важное то, как говорилось выше, что при нанесении покрытий оказывается незначительное тепловое воздействие на покрываемое изделие - изделие в зоне нанесения покрытия не нагревается выше 100-150 Сo. Это исключает возникновение внутренних напряжений в изделиях и их деформацию, а также окисление материалов покрытия и детали. Во-вторых, покрытие наносится в воздушной атмосфере при нормальном давлении. В-третьих, технология нанесения покрытий экологически безопасна (отсутствуют высокие температуры, опасные газы и излучения, нет химически агрессивных отходов, требующих специальной нейтрализации). В-четвертых, поток напыляемых частиц является узконаправленным и имеет небольшое поперечное сечение. Это позволяет, в отличие от традиционных газотермических методов напыления, наносить покрытия на локальные (с четкими границами) участки поверхности изделий.
Кроме того, оборудование ДИМЕТ® отличается компактностью, мобильностью, технически доступно практически для любого промышленного предприятия, может встраиваться в автоматизированные линии, не требует высококвалифицированного персонала для своей эксплуатации. По сути, оборудование ДИМЕТ® - это инструмент, как, например, дрель или сварочный аппарат, которым должно и может владеть любое машиностроительное или ремонтное предприятие.
Как планируете дальше развивать вашу компанию?
Мы не останавливаемся на достигнутом, специалисты «ОЦПН» постоянно работают над повышением надежности и производительности оборудования, улучшением технологических характеристик с учетом потребностей промышленного рынка в металлических покрытиях, расширением перечня напыляемых материалов.
