КАФЕДРА «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ»

246746, Беларусь, г. Гомель, пр. Октября, 48, тел. (+375 232) 40 10 38, E-mail: kaf_material@gstu.by

Заведующий кафедрой
канд. техн. наук, доцент Степанкин Игорь Николаевич

Научный потенциал кафедры: 1 канд. хим. наук, 3 канд.техн. наук, 1 ст. преподаватель, 3 ассистента.

Направления научных исследований:

Фундаментальные исследования:

• структурообразование диффузионно­упроченных слоев легированных сталей.

Прикладные исследования:

• выявление причин отказа деталей машин, инструментальной и технологиче­ской оснастки;
• адаптивные технологии упрочнения деталей машин и технологической оснастки.

Перечень задач, возможных к выполнению на договорных условиях:

• Аудит технического состояния штамповой оснастки.
• Разработка технологических схем повышения наработки на отказ техно­логической оснастки с учетом производственных условий и оборудования конкретного предприятия.
• Независимая экспертиза причин отказа технологической оснастки и деталей машин.

Связи кафедры:

• Физико­технический институт НАН Беларуси.
• Институт механики металлополимерных систем имени В. А. Белого НАН Беларуси.

Перечень научных разработок кафедры:

• Разработка модели и численные исследования напряженно-деформированного состояния матриц холодновысадочной оснастки для деталей сложной конфигурации.
• Исследование влияния микроструктуры и градиента механических свойств материла на стойкость холодновысадочных матриц.
• Исследование влияния структурных параметров и градиента свойств высоколегированных сталей на напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев и их поведение под нагрузкой.
• Компьютерное моделирование и исследование влияния структурных параметров и технологии обработки инструментальных сталей на работоспособность холодновысадочной оснастки.
• Технологические основы функционального упрочнения штамповой оснастки рабочих поверхностей.
• Технический аудит причин отказа деталей и механизмов транспортных систем и металлообрабатывающего оборудования.

Организации заказчики научно-прикладных работ:

• ОАО «БМЗ управляющая комапания холдинга БМК»
• ОАО «Гмельский завод литья и нормалей»
• ГПО КРИСТАЛЛ филиал «Завод ЮВЕЛИР»
• ОАО «САЛЕО-Гомель» (ОАО «ГИДРОПРИВОД», ООО «Хорда-­Гидравлика»)
• УП «Гомельское отделение Белорусской железной дороги»
• ПРУП «Гродно ОБЛГАЗ»
• ОДО «ЛКСН-КОЛОС»

Лабораторное оборудование:

Установка для проведения специализированных испытаний
на контактную усталость материалов, в том числе и с упрочненными слоями.

Планируется создание участка для термической обработки и упрочнения деталей машин и технологической оснастки для РУП «БМЗ», ООО «ХОРДА-ГИДРАВЛИКА».

Результаты прикладных исследований сотрудников кафедры

Адаптационное упрочнение матриц для холодной высадки стержневых изделий

Назначение и область применения —изготовление деталей типа стержень с утолщением.

Управление локальной прочностью в рабочем слое стали Р6М5 за счет создания остаточных напряжений сжатия в окрестности карбидных включений	Управление напряженным состоянием в рабочем слое матрицы по критериям усталостной долговечности, контактной выносливости и износоустойчивости материала с учетом его упрочнения

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении"

Адаптационное упрочнение обсечных пуансонов холодновысадочного инструмента

Назначение и область применения — изготовление головок болтов многогранной формы

Методика адаптации — управление напряженным состоянием в условиях суммирования эксплуатационных

Адаптационная модель
по критериям стойкости и механизма разрушения материала

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении"

Адаптационное упрочнение пуансонов обратного выдавливания для холодной объемной штамповки

Назначение и область применения — изготовление деталей типа гильза, ниппель и др.

Пуансоны обратного выдавливания компьтерная модель пуансонов

Напряженное состояние — в фазе внедрения в заготовку в фазе извлечения

Адаптационная модель пуансонов по критериям усталостной долговечности стали Р6М5 с диффузионно-упрочненным карбидным слоем

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении"

Карбидные слои быстрорежущих сталей

Назначение и область применения — тяжелонагруженная оснастка для холодной высадки и выдавливания

Стандартная ТО	Структурообразование науглероженного слоя стали Р6М5 обусловленное температурой аустенизации и баллом аустенита
10 балл	12 балл	11 балл	10 балл

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении «

Фазовый состав поверхностных слоев быстрорежущей стали Р6М5

Стандартная ТО Науглероженный слой (11 балл аустенита)

Технологические процессы получения прецизионных гравюр штампового инструмента

Назначение и область применения — чеканочная оснастка для государственных наград, символики и маркировки метизов.

Технологические особенности:

• высокая пластичность инструментальных сталей в холодном состоянии

результаты оптимизации технологического предварительной термохимической с целью достижения заданного уровня технологической пластичности инструмента в холодном состоянии

• оптимальная микроструктура рабочего слоя инструмента

Обработка по стандартной технологии Обработка по оригинальной технологии

• отсутствие необходимости в финишном упрочнении

Сведения об апробации: чеканочная оснастка РАУП «ГПО КРИСТАЛЛ» филиал «Завод ЮВЕЛИР».

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении"
Панкратов И. А. — ассистент кафедры Материаловедение в машиностроении"

Оборудование и методика для проведения усталостных испытаний на контактную выносливость

Установка для испытания на контактную усталость и износ

Назначение: установка позволяет определить механические свойства материалов, а именно износ и контактно-механическую усталость материалов и предназначено для оценки контактной выносливости материалов, применяемых для изготовления штамповой оснастки, в том числе и с диффузионно-упрочненными слоями.

Результаты испытаний: представляются в виде кривых изнашивания в осях наработка на отказ — глубина лунки износа.

Область применения:

• Выявление ресурса наработки на отказ по критерию контактного изнашивания. Диапазон амплитуд контактной нагрузки 0-5000 МПа.
• Непрерывный мониторинг трансформации структуры рабочей поверхности материала и количественная оценка накопления усталостных повреждений по мере изнашивания контактной поверхности материала
• Мониторинг процесса контактного изнашивания для материалов с упрочненными слоями и покрытиями, с целью адаптационного проектирования технологических процессов упрочнения к реальным условиям эксплуатации широкого спектра деталей машин и технологической оснастки

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении"
Панкратов И. А. — ассистент кафедры Материаловедение в машиностроении"
Поздняков Е.П. — аспирант кафедры Материаловедение в машиностроении"

АНТИФРИКЦИОННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Разработаны антифрикционные композиционные материалы на основе выпускаемых в РБ термопластичных полимеров полиамида-6 полиэтилентерефталата (лавсана). Материалы предназначены для изготовления изделий триботехнического назначения и получения покрытий, в том числе для восстановления изношенных поверхностей деталей и узлов трения технологического оборудования и транспортной техники.

Базовые полимеры используют в порошкообразном виде и модифицируют различными целевыми добавками, что позволяет получать композиционные материалы, обладающие повышенными технико-экономическими показателями при их переработке и эксплуатации.

Разработана технология покрытий новыми материалами металлоизделий, в частности из стали, чугуна, алюминия, бронзы и др. Возможно многократное нанесение антифрикционного слоя на поверхности одних и тех же деталей по мере износа покрытия. Ресурс работы стальных деталей с антифрикционными композиционными покрытиями зависит от режимов и условий их эксплуатации, но, как правило, превышает ресурс работы бронзовых и баббитовых элементов пары трения.

Высокая размерная стабильность узлов трения с тонким антифрикционным слоем позволяет в ряде случаев заменять подшипники качения подшипниками скольжения.

Наилучшую работоспособность антифрикционные покрытия и материалы показали при работе в контакте со стальным контртелом в условиях сухого, граничного и жидкостного трения.

Пробковый конический клапан с полимерным антифрикционным покрытием

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Скорость скольжения, м/с до 2,0
Нагрузка (удельное давление в зоне трения), МПа до 40
Температурный диапазон эксплуатации, ОС от — 40 до +120
Коэффициент трения:
без смазки 0,12 — 0,16
граничная смазка 0,04 — 0,08
жидкая смазка 0,01 — 0,03
Прочность сцепления со сталью (адгезия), кН/м до 5

Разработчики выполняют комплекс работ по выбору материалов, разработке технологических рекомендаций по их производству и переработке в изделия, проектированию технологической оснастки и оборудования, изготовлению и испытанию опытных образцов. По особому соглашению возможна поставка композиционных материалов, изготовление партий деталей и изделий.

Научная группа разработчиков:
Юркевич О.Р. — д.т.н., гл. научный сотрудник ИММС им. В.А. Белого НАН Беларуси
Грудина Н.В. — ассистент кафедры Материаловедение в машиностроении"

Импортозамещающая технология для изготовления ножей производства анкерной фибры

(заказчик — Белорусский металлургический завод)

Прототип (пр-во Италия) Белорусский аналог
увеличение наработки на отказ более чем в 1,6 раз

Научная группа разработчиков:
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой Материаловедение в машиностроении"
Кенько В.М. — доцент кафедры Материаловедение в машиностроении «

Группа менеджмента внедрения на РУП «БМЗ»:
Бобарыкин Ю.Л. — заведующий кафедрой «Металлургия и литейное производство»
Степанкин И.Н. —заведующий кафедрой «Материаловедение в машиностроении»
Одарченко И.Б. —Декан механико-технологического факультета

Технический аудит деталей технологического оборудования для химической промышленности

Распределение эквивалентных напряжений

Распределение главных деформаций

Распределение напряжений и деформаций в материале ковшей элеватора для очистки калий-хлор содержащей пульпы галургическим методом и выявленные в материале ковша усталостные разрушения

Исполнители:
Степанкин И.Н. - зав. каф. «Материаловедение в машиностроении»,
Столяров А.И. - старший преподаватель кафедры «Детали машин»

Технический аудит транспортных систем

Результаты численного анализа напряженно-деформированного состояния несущей рамы торфовозного вагона ТСВ-6А, заводской номер 0104.
Распределение растягивающих напряжений в материале конструкции вдоль оси вагона, МПа.