На Дальнем Востоке создали сверхпрочный «вечный» материал – карбид вольфрама

Ученые из Дальневосточного федерального университета и Хабаровского федерального исследовательского центра ДВО РАН представили инновационную технологию получения сверхпрочного карбида вольфрама, не содержащего кобальта. Новый сплав демонстрирует рекордную стойкость к износу, что даст возможность значительно увеличить срок службы буров, станков и других механизмов.

Секрет – в новом методе спекания

Ключевые особенности разработки:

  • Отказ от кобальта. Традиционно в твердых сплавах кобальт выполняет роль связующего компонента, но его низкая твердость приводит к быстрому разрушению материала. Дальневосточные исследователи создали монолитную структуру из чистого карбида вольфрама, что устранило эту проблему.
  • Инновационный метод. Для получения материала применялся метод искрового плазменного спекания (SPS). Наночастицы порошка, каждая из которых в тысячу раз тоньше человеческого волоса, были спрессованы в изделие с плотностью 99,94% при температуре 2000 °C.
  • Высочайшая износостойкость. Испытания показали, что новый материал превосходит промышленные аналоги по долговечности в 1,2–26 раз. Он практически не подвержен влиянию абразивных частиц, что является критичным фактором для работы в тяжелых условиях.

«Полученный материал обладает значительно большей твердостью при меньшей цене по сравнению с существующими твердыми сплавами. И все это стало возможным только за счет применения нового метода спекания», – рассказал заведующий лабораторией порошковой металлургии обособленного подразделения ХФИЦ ДВО РАН – Института материаловедения ДВО РАН, кандидат технических наук Максим Дворник.

На Дальнем Востоке создали сверхпрочный «вечный» материал – карбид вольфрама

Перспективы применения – буры для нефтегаза и не только

Новый сплав идеально подходит для изготовления деталей, эксплуатируемых в экстремальных средах:

  • буровое оборудование для нефтегазовой и горнодобывающей промышленности;
  • фильеры для протяжки тонкой проволоки;
  • прецизионные подшипники, работающие без смазки;
  • детали насосов для перекачки абразивных жидкостей.

«Скорость износа наших образцов оказалась в разы ниже, чем у всех промышленных аналогов, – говорит соавтор разработки Олег Шичалин. – Самый твердый из существующих сплавов изнашивался в 1,2 раза быстрее самого «мягкого» из наших новых материалов. А если сравнивать с обычным, самым распространенным сплавом, наша разработка оказалась долговечнее в 26 раз. При этом размер абразивных частиц, который критичен для обычных материалов, на наш монолит почти не влиял».

Наконец, технология позволяет снизить зависимость от поставок кобальта – дорогого и дефицитного металла, месторождения которого сосредоточены в политически нестабильных регионах.

Сейчас ученые работают над оптимизацией структуры материала, стремясь найти идеальный баланс между размером зерна и прочностью для подготовки к внедрению в промышленное производство.

Результаты исследования опубликованы в International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Читайте также

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

В Казахстане кошек с камерами и ИИ отправили искать пропавших питомцев

В Казахстане кошек с камерами и ИИ отправили искать пропавших питомцев

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

NASA показало марсианский рассвет: Curiosity снял горные хребты на склонах горы Шарп

NASA показало марсианский рассвет: Curiosity снял горные хребты на склонах горы Шарп

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет