В Перми разработали технологию, предотвращающую брак деталей авиадвигателей
Технологию, предотвращающую брак из-за оксидной пленки при производстве деталей газотурбинных авиадвигателей, предложили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета, 17 мая сообщает пресс-служба вуза.
В производстве деталей для газотурбинных авиадвигателей используется индукционная плавка. Оксидная пленка, создающаяся на поверхности расплава из-за его соприкосновения с воздухом, может привести к браку изделия. Кроме того, она может искажать показания приборов, измеряющих температуру расплава, что может привести к нарушению технологического режима.
Для решения проблемы исследователи Пермского Политеха разработали математическую модель напряженного состояния оксидной пленки на поверхности расплава при различных параметрах переменного магнитного поля и исследовали для различных режимах плавки структуру течений расплава, его состояние и его взаимодействие с пленкой.
Один из разработчиков, доцент кафедры общей физики Пермского Политеха, кандидат технических наук Илларион Никулин поясняет: «При использовании индукционных технологий металл разогревается и плавится с помощью переменного магнитного поля. Оно не только греет его, но и перемешивает расплав. С помощью математического моделирования мы изучили, как переменное магнитное поле влияет на движение расплава и образование оксидных пленок на его поверхности. Это позволило найти технологический режим, при котором можно удалять пленки в процессе плавки».
Для его реализации исследователи подобрали оптимальную конструкцию индуктора, частоту и напряженность переменного магнитного поля. Вычислительный эксперимент показал корректность работы математической модели.
Разработанную учеными Пермского Политеха технологию можно будет применять в металлургической и машиностроительной отрасли. Она усовершенствует процессы плавки и последующей термообработки отлитых деталей за счет учета множества выявленных факторов, таких как связанные электромагнитные поля, гидродинамика движущегося расплава, тепловое излучение, деформирование пленки вязкими силами со стороны расплава и ее влияние на течение металла.
Научный руководитель проекта, завкафедрой общей физики университета, доктор физико-математических наук, доцент Анатолий Перминов рассказал о перспективах разработки: «С помощью методов вычислительного эксперимента мы нашли возможности удаления оксидной пленки с поверхности металла. Далее мы планируем провести натурные эксперименты для уточнения конкретных параметров, а также создать устройство, которое позволит очищать поверхность расплава».
