Материаловеды из НИТУ «МИСиС» разработали новую технологию производства магниевых сплавов — материалов, остро необходимых в авиакосмической промышленности и машиностроении. Опробован новый тип флюса, использование которого позволяет получать лёгкий и прочный сплав с повышенной коррозионной стойкостью.
Магний — очень лёгкий металл, его плотность меньше, чем у алюминия и титана. Поэтому использование магниевых деталей означает уменьшение массы самолёта или автомобиля.
Для авиации и особенно космоса, когда на каждый поднятый килограмм приходятся тонны сгоревшего топлива, это очень весомый аргумент. Но широкое использование магния тормозится производственными трудностями — низкая коррозионная стойкость магниевых сплавов российского производства не позволяет применять их в авиации, ракето- и автомобилестроении.
Корень проблемы — свойства магниевых сплавов. Они обладают высокой химической активностью в расплавленном состоянии. Это значит, что плавка на воздухе без специальных защитных мер, исключающих контакт поверхности расплава с воздухом, невозможна.
Уже давно известно, как можно решить данную проблему: на поверхность расплава наносят специальную легкоплавкую соль — флюс, которая растекается и предохраняет металл от окисления и возгорания.
Сейчас на плавку, рафинирование и вспомогательные операции при производстве тонны магниевого сплава требуется в среднем 300 килограммов флюса.
Но высококачественный магниевый сплав должен быть и свободным от примесей, особенно хлоридов. В противном случае коррозионная стойкость металла резко падает, а его механические свойства ухудшаются. Такой сплав непригоден для использования в авиакосмической отрасли.
«Мы решили задачу путём введения 30% хлорида кальция в состав флюса на основе уральского минерала карналлита, получив флюс с высоким очищающим эффектом, — рассказал руководитель проекта, ведущий инженер Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС» Антон Наливайко, — Улучшенный состав и способ изготовления обеспечивают хорошую растекаемость, длительный период с момента нанесения флюса до появления первых очагов возгорания на поверхности расплавленного металла и, что самое главное, полное отсутствие брака по солевым включениям. В итоге технология гарантирует повышение коррозионной стойкости магниевых отливок, уменьшение потерь легирующих компонентов и, как следствие, стабильный химический состав сплавов».
Применение созданной в НИТУ «МИСиС» под руководством профессора кафедры цветных металлов и золота Вадима Тарасова совместно с индустриальным партнёром ООО «ОК СТРОЙБИС» технологии производства магния поможет исключить образование содержащих токсичный барий шлаков, улучшить качество производимого сплава, повысить его конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынках.
Применение инновации в промышленных масштабах позволит снизить стоимость магниевого литья на 20—30% и одновременно повысить его коррозионную стойкость. Следовательно, будут устранены две главные причины ограниченного использования подобных сплавов в российской авиакосмической отрасли.
В настоящее время промышленные испытания технологии уже проводятся на отечественных авиастроительных предприятиях: ОАО «Каменск-Уральский литейный завод», НПО «Сатурн», ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение» и других.
