Хранители литья «крылатых сплавов»

«Авиация не терпит халатного отношения» - именно так, емко и лаконично сказал о специфике литейного производства титановых, магниевых и алюминиевых сплавов Олег Коровин. главный металлург ОАО «БЛМЗ» - предприятия, специализирующегося на серийном производстве авиационных колес, тормозов и агрегатов управления тормозными системами для самолетов Ту-154, Ил-62, Ил-76, Ил-86, Як-40, Як-42, Ан-124 «Руслан», Ан-225 «Мрия» и вертолетов Ми-8, Ми-26, Ка-50 «Черная Акула». Сохранив высокую ответственность за результат своей работы, по многим сверхсложным видам изделий ОАО «БЛМЗ» был и остается единственным в мире поставщиком. 

Почему «крылатые»

«Mg, Al, Ti – это элементы периодической таблицы Менделеева» - скажете Вы. И будете правы. После небольшой паузы, добавите – «Без этих металлов нельзя построить самолет». Все верно. Помимо прочих достоинств, у металлов этой тройки максимально легкий вес, что и определило их лидерство в самолетостроении. В режимах «взлета», «полета», «посадки» разные части конструктива самолета испытывают и общие, и «свои персональные» нагрузки: весовые, инерционные, термические, динамические, нагрузки от потоков воздуха. В зависимости от нагрузок и формируются требования к материалам конструктивных составляющих. Современная дозвуковая и сверхзвуковая авиация не может развиваться без «крылатых сплавов».
Укрощение титана
Титан с его уникальными свойствами стал незаменимым конструкционным материалом в самолетостроении. Высоконагруженные детали и узлы выполняют из этого легкого, прочного и очень твердого металла, который хорошо выдерживает агрессивные среды, высокие температуры, напряжения растяжения, сжатия и скручивания. Производство изделий из титана – дорогой и сверхсложный технологический процесс, вследствие высокой химической активности расплавов металла и сложности последующей обработки.   

Титановое производство на ОАО «БЛМЗ» - уникально по своим возможностям и габаритно-массовым характеристикам. Так первый в мире крупногабаритный памятник из титана - космонавту Юрию Гагарину в Москве, был сделан на ОАО «БЛМЗ».   Для скульптуры было изготовлено 238 литых фрагментов, один из которых, самый большой – лицо космонавта, весил более 300 кг. Сегодня завод является научно-производственной базой для разработки новых литейных титановых сплавов, научных исследований, тестирования новых процессов и оборудования. 

Современное оборудование на ОАО «БЛМЗ» позволяет изготавливать отливки как для медицинских имплантатов весом 5 гр., так и изделий сложнейшей конфигурации из литых сегментов массой до 200 кг с толщиной стенки от 3-х мм и выше, диаметром до 0,6 метров и высотой до 0,8 метров. Титановый цех располагает технологиями литья в уплотняемые формы, по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы, литье в кокиль, литье в формы, изготовленные по полистрироловым моделям, литье по безмодельной технологии в формы, изготовляемые по 3D-моделям из графитовых блоков. При производстве отливок из титановых сплавов применяются вакуумные гарнисажные плавильно-заливочные установки. Технология подбирается так, чтобы получить максимально чистую поверхность и снизить потери ценного металла при дальнейшей механической обработки. Статистика ОАО «БЛМЗ» показывает, что основные заказчики фасонных отливок из титановых сплавов – это авиастроение, судостроение, машиностроение, медицина, космонавтика, предприятия нефтегазовой отрасли, ОПК. 

«Капризный» Mg или коварное «цветение»

Магний – легковесный металл с высокой удельной прочностью.  Магниевые сплавы обладают высокой способностью погашать энергию удара и вибрационных колебаний, а изделия из них способны выдержать высокотемпературные нагрузки. Сплавы на основе магния незаменимы в кратковременно работающих конструкциях, таких как колеса и вилки шасси авиационных колес, шкивы, поршни, движущиеся каретки. Из магниевых сплавов ОАО «БЛМЗ» выпускает более ста видов изделий: корпуса, крышки, каркасы, шпангоуты, барабаны, реборды, блоки тормозных цилиндров авиационных колес, диски автомобильных и мотоциклетных колес, протекторы для анодной защиты разных конструкций (в основном газопроводов, трубопроводов, цистерн, котельного оборудования) от коррозии и т.д.

Высокая химическая активность магниевых сплавов и низкая сопротивляемость коррозии из-за сильного электроотрицательного потенциала затрудняют промышленную переработку одного из самого распространенных на земле металлов. Технологии литья и дальнейшей механической обработки магниевых сплавов на ОАО «БЛМЗ» строжайше регламентированы в соответствии с военными стандартами. Отливки выпускаются по двум технологиям: литьё в песчаные формы и литье в металлические формы (кокили). Так, во время плавки, повышенное внимание уделяется покрову флюса, который с одной стороны, надежно защищает расплавленный металл от контакта с воздухом, а с другой - способен окислятся, комковаться и твердеть, а при попадании в отливку способен вызвать флюсовую коррозию.  Еще очень важный момент, которым просто нельзя пренебречь – это химическая обработка магниевых отливок и технологические антикоррозионные мероприятия как в литейных цехах, так и в цехах механической обработки. Пренебрежение технологическими регламентами способно запустить необратимые процессы разрушения изделий. Есть даже специальный термин - «цветение (коррозия) магниевых сплавов». Очень коварная вещь. Особенно интенсивно коррозия магния протекает в присутствии влаги.  Детали, которые не были подвергнуты химической обработке в соответствии с технологическим регламентом, начинают разрушаться, появляются видимые и скрытые дефекты, иногда уже во время эксплуатации. 

Рожденный летать

Можно долго рассуждать, что авиатехника сверхзвуковых скоростей становится титаноемкой, а алюминий может коррозировать с новыми легкими композитными материалами, доля которых в новой авиатехнике неуклонно растет.  Химический элемент с номером тринадцать -  с самой низкой стоимостью среди цветных металлов и своими удивительно разнообразными свойствами, остается основным конструкционным материалом в самолетостроении и не собирается сдавать свои лидерские позиции.  В общей сложности на долю алюминиевых сплавов в самолете приходится до 80% от его общей массы. В автомобилестроении, транспорте, производстве бытовой технике, электротехнике алюминий с успехом нередко конкурирует с изделиями из стали и заменяет другие металлы – свинец, цинк, медь.  Эксперты отрасли считают, что алюминий стал синонимом технического прогресса.

Из алюминиевого литья на ОАО «БЛМЗ» освоили выпуск более 400 наименований изделий для авиакосмической, автомобильной, судостроительной, нефтедобывающей, приборостроительной, химической отраслей промышленности. Это - обоймы, корпуса, цилиндры, крышки, детали колес, детали бензозаправщика в воздухе, корпуса редукторов для РЖД и другая продукция, для производства которой необходимы отливки весом от 0,5 до 300 кг из алюминиевых сплавов: АК5М, АК7ч, АК8л, АК9ч, АК12, ГОСТ 1583-93.  Метод литья в песчаные формы позволяет получить отливки размером (мм): 2000×1500×1000, при литье в кокиль - 1200×600×500 (мм).