Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2005

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Перспективные приложения ядерных технологий»

Все доклады секции


ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ФОРМОВКИ И ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Малиновский Д.Г., Петров Е.Н.

Снежинская государственная физико-техническая академия

В последнее время большой интерес с точки зрения развития технологии представляют титановые сплавы, жаропрочные сплавы, интерметаллиды, наноструктурные материалы (НСМ).

Из-за низкого удельного веса перспективные интерметаллиды по удельной прочности существенно превосходят многие высокотемпературные конструкционные материалы, применяемые в настоящее время.

Использование их для создания сложных крупногабаритных конструкций весьма перспективно, так как при этом возможно применение интегральной технологии сверхпластической формовки и диффузионной сварки (ДС).

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что эта технология наиболее эффективна при обработке малопластичных и трудно деформируемых сплавов на основе никеля, титана, железа, алюминия, магния и др., когда особое значение имеют экономия металла и снижение трудоемкости.

Сверхпластическая формовка (СПФ) – это способ производства тонкостенных деталей из заготовок, находящихся в сверхпластическом состоянии, под действием небольшого давления газа. Процесс СПФ/ДС в настоящее время рассматривается как один из наиболее перспективных, поскольку СПФ/ДС – одно-операционный процесс, который позволяет сократить количество сборочных элементов и промежуточных операций при традиционных видах штамповки и соответственно обеспечить снижение затрат на изготовление изделий. Снижение затрат обеспечивает также простая форма и незначительный износ штампового инструмента. Кроме того, технология СПФ/ДС относится к новым ресурсосберегающим технологиям обработки материалов. Ее интегральное совмещение с технологией изготовления слоистых конструкций сложной формы позволяет:

·         увеличить коэффициент использования металла с 0,12...0,25 до 0,7...0,85;

·         снизить температуру процесса СПФ/ДС на 150-200°С;

·         снизить вес на 30...40% и себестоимость изготовления многослойных пустотелых конструкций на 20-30% по сравнению с традиционными технологиями;

·         снизить энергозатраты в 1,5...2 раза;

·         повысить качество конструкций за счет улучшения их механических и физических свойств.

В РФЯЦ – ВНИИТФ исследована возможность использования технологии СПФ/ДС для изготовления ячеистых теплообменников, представляющих собой двухлистовые ячеистые конструкции и применяемых в контурах охлаждения от атомных реакторов до автомобильного транспорта, холодильных агрегатов и радиаторов отопительных систем.

Схема конструкции теплообменника и приспособления для его изготовления приведены на рис. 1 и 2, соответственно.

Рис. 1. Схема конструкции теплообменника


Рис. 2 - Схема приспособления. Пакет из двух листов – 1; формообразующие прокладки – 2;силовые плиты – 8, клинья – 3; шпильки – 4; кольца – 5; две полуматрицы: верхняя - 6 и нижняя – 7.

Литература

1.        Кайбышев О. А. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984.– 264с.

2.        А. Ф. Борисова Кузнечно-прессовые машины. Каталог-справочник. Т. 2.  Прессы гидравлические. М.: ВНИИТЭМ, 1988.