Актуальные вопросы технологии и экономической эффективности производства заготовок из наноструктурных материалов

Abstract

Разработка современной технологии производства заготовок из наноструктурных материалов является актуальным направлением научных исследований в области повышения механических свойств коммерчески чистого титана. Наиболее перспективной областью, где возможно использование уникальных свойств легированных марок титана, является современная медицина и имплантология. На данном этапе развития науки необходим поиск более надежных материалов для изготовления имплантов, протезов и новых технологических устройств, заменяющих утраченные органы и конечности. Сейчас для этого используют легкие и прочные титановые сплавы. Однако до сих пор не найдено решение оптимального соотношения экономической эффективности производства высокотехнологичных заготовок и высоких требований к качеству материалов и эксплуатационным свойствам изделий. Поэтому выбор способа технологии штамповки представляется важным. Современная экономическая ситуация способствует более быстрой смене номенклатуры и сокращению размера партии готовых изделий. Для повышения эффективности производства и сокращения количества стадий технологического процесса и оборудования, в частности, дорогостоящей штамповой оснастки, часто применяют комбинированные процессы штамповки, а именно, методы холодной объемной штамповки. Экономическая рентабельность партии изделий для холодного объемного выдавливания в зависимости от технологичности изделия и стойкости штампов определяется в 3000–10 000 шт. Однако в отдельных случаях может быть экономична и партия в 500 шт. Development of modern technology of billet production from nanostructured materials is an important direction of research in the field of increasing mechanical properties of commercially pure titanium. The most promising area where the unique properties of alloy titanium grades can be applied is modern medicine and implantology. At the current stage of development the search for more reliable materials for making implants, prothseses, and new technological devices replacing the lost organs and limbs is necessary. At present the light and strong titanium alloys are used for this. But the solution for optimal relation of economical efficiency of production of high-tech billets and high requirements for the material quality and operational properties of components has not been yet found. The choice of stamping technology is thus important. The modern economical situation favours fast changing of nomenclature and decreasing the batch size of ready parts. To increase production efficiency and decrease the number of stages of technological process and equipment, in particular of the expensive die tooling, combined stamping processes, viz. cold die forging are often used. Economical profitability of a batch of parts for cold die pressing is estimated to 3000–10000 pieces depending on the component manufacturability and durability of stamps, but in some cases the batch of 500 pieces may be efficient.