Юбилейная страница
 English version


Вход

О вузе
Абитуриенту
Факультеты
Наука
Система качества
Подразделения
Ресурсы и сайты
Архив новостей
RSS  Форум
Текущий раздел : / Подразделения / Факультет "Современные технологии и автомобили" /


Кафедра «Технология металлов и металловедение»


Руководит кафедрой Федоров Василий Борисович, кандидат технических наук, доцент.

Кафедра «Технология металлов и металловедение» была создана в 1952 году, в год создания ИМИ.

Первым заведующим кафедрой был первый ректор ИМИ – Владимир Павлович Остроумов.

Помимо чтения основных курсов на кафедру возлагалась задача подготовки материальной базы для вновь организующихся кафедр института. Позднее были созданы самостоятельные кафедры «Технология машиностроения», «Станки и инструменты», «Машины и технология обработки давлением», «Сварочное производство».

В последующие годы кафедрой руководили доцент Н.Т.Балякин, профессор Г.П.Иванов, доцент Н.В.Семенов, профессор Н.А. Корякин, доцент В.Б.Федоров.

История кафедры далее>>>

В настоящее время кафедра ведет подготовку студентов 9-ти факультетов 35-ти специальностей и направлений по следующим учебным дисциплинам: технология конструкционных материалов, материаловедение, металловедение и термическая обработка, основы технологии художественного литья. На кафедре функционируют учебные лаборатории: металлографического анализа, термической обработки, механических испытаний, обработки металлов давлением, сварочных процессов, обработки резанием, ручной формовки, слесарный участок.
                                                                         

1-й ряд: Сидоренко В.И. – к.т.н., доцент; Тимофеев В.Л.,  - д.т.н.,  профессор; Федоров В.Б. – к.т.н., доцент, зав. кафедрой; Корякин Н.А. – д.т.н., профессор;  Ништа А.П. – к.т.н., доцент; Дронзиков В.А. – к.т.н., доцент.
2-й ряд: Храбров В.А. – к.т.н., доцент; Савельев П.М. – совместитель; Зиганшина Э.А. – вед. инженер; Самарова Т.Ф. – вед. инженер; Даськин В.И. – уч. мастер; Крылов А.Б. – зав. лабораторией; Поздеев С.Н. – уч. мастер.



Учебная работа

  В настоящее время кафедра ведет подготовку студентов  8-ми факультетов более 30-ти специальностей и направлений по следующим учебным дисциплинам: технология конструкционных материалов, материаловедение, металловедение и термическая обработка, материаловедение и обработка конструкционных материалов, основы технологии художественного литья, введение в металлургию.

В 2009 году состоялся первый набор на 1-й курс студентов, которым предстоит через 4 года стать бакалаврами техники и технологии по направлению «Металлургия», и понять, что производство невозможно без металлургии – крови и плоти экономики. Открытию этой образовательной программы предшествовала большая работа по подготовке необходимой документации, для получения заключения учебно-методического объединения по образованию в области металлургии.
Разработкой рабочего учебного плана и другой документацией активно занимались профессор Тимофеев В.Л. и ведущий инженер Белякова Г.Н.
При выборе профиля подготовки «Технология литейных процессов» учитывалось, что большинство промышленных предприятий Удмуртии имеют литейные производства заготовок широкой номенклатуры. Потребность в бакалаврах по направлению «Металлургия» подтвердили письма с заводов. В 2007 году заключение УМО, позволяющее начать подготовку бакалавров по направлению «Металлургия» было получено. Экспертом по рассмотрению наших документов был заведующий кафедрой «Технология литейных процессов» МиСиС д.т.н., профессор Белов В.Д.
     Продолжается подготовка новых лекционных курсов по дисциплинам учебного плана и внедрение их в учебный процесс. Не привычно для нашей кафедры звучат такие дисциплины, как «Технологические основы производства отливок», «Конструирование литейной оснастки», «Теория литейных процессов», «Формирование структуры и качества отливок», «Моделирование процессов и объектов в металлургии», «Технологическое оборудование и проектирование литейных цехов» и др.
      На кафедре функционируют учебные лаборатории: металлографического анализа, термической обработки, механических испытаний, обработки металлов давлением, сварочных процессов, обработки резанием, ручной формовки, слесарный, прессовый и механический участки. В стадии создания находятся учебные лаборатории по направлению «Металлургия»: ручной и машинной формовки, плавки и литья в песчано-глинистые формы, испытания формовочных материалов, специальных способов литья. Кафедра оснащается необходимым оборудованием, приборами, наглядными пособиями.

Научно-исследовательская работа


Заслуженный работник науки УР, д.т.н., профессор В.Л.Тимофеев, работающий на кафедре с 1971 года, проводит  структурно – энерго – временное исследование материальных систем.


Проводится работа в области методологии научных исследований, а также изучение процесса кристаллизации промышленных металлических расплавов и механических свойств сплавов. Принималось многолетнее участие в отраслевых научно-технических программах: Министерства оборонной промышленности СССР «Снижение трудоёмкости специзделий» и АН СССР «Исследование кинетики направленной кристаллизации сплавов (направление 2.21)».
Основные достижения в области общенаучной методологии связаны с разработкой нового подхода к изучению материальных систем (в том числе физических объектов), названного структурно-энерго-временным анализом (СЭВ-анализ), который вводит следующие новшества:
      – метод исследования материальных систем на основе расширенной физической интерпретации декартового пространственного координатного угла, позволившей ввести представление о СЭВ-поле эволюции свойства объекта и его базисной характеристике, чем обеспечивается возможность пространственной физико-геометрической интерпретации любого изучаемого процесса или явления;
     – применён в научных исследованиях принцип изучения многомерности свойств физического объекта посредством использования координатных СЭВ-углов;
     – в рамках теории СЭВ-полей разработаны правила получения физико-геометрической объемной фигуры в пространстве, которые сводятся к тому, что построение, скажем, параллелепипеда осуществляется через воспроизведение  в пространстве линейных траекторий, что связано с движением прямолинейных отрезков по определенному маршруту (координатная ось → координатная плоскость → пространство), качественная сторона которого частично выражается через Д-оператор, являющийся составной частью единицы физической величины; такой приём позволяет отличить между собой физические величины, поставленные в соответствие одному и тому же отрезку, отложенному по координатной оси, перенесенному параллельно самому себе в координатную плоскость, а затем переведенному в пространство;
Основные достижения в области изучения кристаллизации и совершенствования свойств литейных сплавов:
  - с целью экспериментального исследования фазовых переходов 1-го рода разработана оригинальная методика комплексного простого термического анализа с получением кривой электрической характеристики  для высокотемпературных измерений;
 - создана геометрическая теория объемной неизотермической кристаллизации промышленных металлических расплавов;
 - разработаны научные основы создания неразрушающих методов контроля механических свойств литейных сплавов на базе термического метода;
 - предложены химические составы новых нержавеющих сталей;
 - проведено совершенствование техпроцесса выплавки углеродистых и низколегированных сталей для специзделий в условиях литья по выплавляемым моделям;
 - разработана технология получения точнолитых заготовок с поверхностью без обезуглероженного слоя для деталей автомата Калашникова. Профессор Тимофеев В.Л. опубликовал 4 монографии, более 70-ти научных и методических статей и пособий, награжден бронзовой медалью ВДНХ, имеет 6 авторских свидетельств.

Научным руководителем направления «Разработка и исследование вакуумных способов нанесения упрочняющих покрытий» является к. т. н., доцент Сидоренко В. И., работающий на кафедре  с 1968 года.


Ведётся работа над созданием научных основ вакуумного конденсационного напыления (ВКН) хромовых покрытий на внутренние поверхности деталей.
Вакуумное конденсационное напыление  хромовых покрытий является альтернативой гальваническому способу хромирования.
Несмотря на давнее применение и всестороннюю изученность гальванического способа, до сих пор не найдены эффективные пути устранения растягивающих напряжений в покрытии, снижения насыщенности хрома водородом, уменьшения пористости. В связи с этим не удается в полной мере реализовать высокую природную износостойкость и эрозионную стойкость хрома из–за наличия в покрытии сетки трещин, сколов и сквозных пор, вызывающих разрушение при эксплуатации. Существенным недостатком гальванического способа хромирования является низкая экологическая чистота, вредность и недостаточная культура производства.
 Процесс вакуумного хромирования осуществляется на установке, в вакуумной камере которой в специальном устройстве закреплены деталь и резистивный испаритель порошкового типа (рисунок 1).

                                         

1 – деталь (образец), 2 – испаритель материала покрытия, 3 – нагреватель детали, 4 – механизм компенсации теплового расширения детали, 5 – отражатель, 6 – центрирующая втулка с отверстиями для выхода остаточных газов, 7 – груз, ИТ–1, ИТ–2 – источники тока, ИВН – источник высокого напряжения, П – пирометр излучения, КСП–4 – потенциометр.

Рис. 1. Схема устройства для получения покрытия на поверхности отверстия малого диаметра


 Постоянными участниками творческого коллектива по защитным покрытиям являются студенты старших курсов  факультетов «Приборостроительный»,  «Современные технологии и автомобили»,  «Машиностроительный». Экспериментальные исследования они выполняют  в студенческом конструкторско-исследовательском бюро «Фонон», научным руководителем которого является доцент В.И.Сидоренко. В СКИБ «Фонон» выполнено более 25 дипломных работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических студенческих конференциях.  Совместно с сотрудниками лаборатории студентами опубликовано 8 научных статей, получено 3 авторских свидетельства об изобретении. 


 


 1 – внешняя поверхность покрытия, 2 – купол конусообразного кристаллита, 3 – структура многослойного покрытия, 4 – структура детали (основы)


 

Рис. 2. Многослойное хромоникелевое покрытие на поверхности отверстия детали из среднеуглеродистой конструкционной стали, упрочнённой термомеханической изотермической обработкой (ТМизО)

Результаты выполненных исследований позволили сформулировать обобщенные критерии выбора материала для многокомпонентных покрытий и рекомендовать к практическому применению разработанные технологические средства обеспечения и контроля качества покрытий.

Достижения научного направления 75 опубликованных научных статей, 5 авторских свидетельств об изобретении, 3 патента РФ, выступления с докладами на российских, республиканских и университетских научно-технических конференциях, подготовка одного кандидата технических наук, готовится к защите докторская диссертация.

При кафедре работает научный центр металлургических технологий, научный руководитель к.т.н., доцент Ништа А.П., работающий на кафедре с 1986 года.


Разрабатываются, исследуются и внедряются перспективные технологии литья и термомеханической обработки конструкционных материалов, выполняются хоздоговорные работы.

Проводятся исследования в области металловедения по следующим направлениям:
     1. Повышение конструкционной прочности деталей, полученных объемной штамповкой с использованием локального очага пластической деформации (ротационное выдавливание, штамповка обкатыванием, торцевая раскатка) по схеме термомеханического упрочнения (гидроцилиндры, корпусные детали-обечайка, баллоны высокого давления ).
     2. Формирование диспергированной структуры в конструкционных сталях и сплавах по схеме термомеханической обработки с применением прессования, изотермической и жидкой штамповки (фитинги, поршни двигателя внутреннего сгорания, профили).
     3. Реализация эффекта субструктурного упрочнения с использованием индукционного нагрева на сталях с прочностью К60, К70 для соединительных деталей нефтегазопроводов.
     

                                     

                                                        а                        б


Рис. 3. Поршни двигателя внутреннего сгорания (сплав АК12М2МгН), полученные а – литьем в кокиль  и б – жидкой штамповкой.

 

                                        

                         а – литье в кокиль                                           б – жидкая штамповка

Рис. 4. Рекристализационная структура поршней, отлитых в кокиль (а) и диспергированная до наноуровня дислокационная субструктура поршней, полученных жидкой штамповкой.

За время работы по этим направлениям опубликовано более 70 научных статей в ведущих журналах страны «Металловедение и термическая обработка», «Физика металлов и металловедение», «Известия высших учебных заведений», «Кузнечно-штамповочное производство» и  другие.


     Результаты научных исследований внедрены на ряде заводов России:
1. Участок производства гидроцилиндров противоракетных устройств, г.Пермь, завод им. В.И.Ленина.
2. Участок изотермической штамповки фитингов ракеты «Тополь», г.Воткинск, Машиностроительный завод.
3. Производственный комплекс по изготовлению баллонов высокого давления (~300Атм) из алюминиевого сплава АД33, г.Ижевск, ООО НПФ «Реал – Шторм».
4. Участок жидкой штамповки поршней мотопилы «Тайга», г.Пермь, Машиностроительный завод им. Дзержинского.
5. Участок индукционного нагрева отводов гнутых для нефтегазопроводов из сталей К65, диаметр труб 1420 мм, толщина 65мм,   г. Чайковский, «Нефтегаздеталь».
6. Разработан проект минизавода точного литья, г.Набережные Челны, Камский вагоноремонтный завод.
7. Внедрена технология термомеханической обработки профилей из сплавов авиаль АБ31, г.Набережные Челны, Татпроф.

Научным руководителем научного направления «Штамповка обкатыванием. Ресурсосбережение в заготовительных производствах» является д.т.н., профессор, член-корреспондент АТН РФ, засл. работник науки УР Н.А.Корякин.
   
В 1978 году при кафедре была создана научно-исследовательская лаборатория, преобразованная в 1986 году в Республиканский специализированный отдел штамповки обкатыванием (СОШО). Штамповка обкатыванием выполняется на специализированном и традиционном (базовом) кузнечно-прессовом оборудовании после его модернизации. Локализация очага пластической деформации достигается колебательным (обкатывающим) движением инструмента. Разработаны эффективные процессы штамповки обкатыванием трудоемких и ответственных деталей широкой номенклатуры. Обеспечиваются экономия металла, снижение трудоемкости изготовления, повышение качества и эксплуатационной надежности изделий.
     Возможность управления граничными условиями, создание различных схем напряженно-деформированного состояния в локальных зонах, изменение характера течения металла (вплоть до волнового), обеспечение  относительно низких уровней остаточных напряжений и анизотропии  механических свойств в продольном и поперечном направлениях позволяют штамповать обкатыванием заготовки, упрочняющая термическая обработка которых (например, закалка и отпуск) выполняется заранее. Заготовки после штамповки обкатыванием в полной мере отвечают термину «точные заготовки деталей».
     Возможности штамповки обкатыванием существенно расширяются приданием колебательного движения пуансону, матрице или заготовке. Форма инструмента для обкатывания может быть разнообразной: от простейшей – плоской или близкой к ней (при объемной штамповке) до охватывающей на определенной части поверхности (при обработке полых и трубных заготовок). Изменением угла при вершине плоского сплошного инструмента, например, можно получить конический пуансон или коническую матрицу для штамповки заготовок типа воронок. Конические пуансон и матрица легко трансформируются в инструмент для обработки полых и трубных заготовок. Возможна также комбинация различных видов инструмента.
 

 Цикл работ по разработке теории процессов штамповки обкатыванием, созданию малопереходных, ресурсосберегающих технологий изготовления точных заготовок различной номенклатуры заслужил присуждение золотой медали ВДНХ.
Было создано опытное производство в ИМИ, имевшее в своем составе три специализированных гидропресса усилием 10000 Кн и длинноходовые прессы вертикального и горизонтального исполнения, усилием 1000, 3000 и 4000 Кн. На заводах Новосибирска, Орска и Перми были созданы производства специзделий по технологиям, разработанным в СОШО. Интеллектуальная собственность научного направления – монография, более 200 научных работ и более 70-ти авторских свидетельств и патентов. Полученные результаты докладывались на международных конференциях и симпозиумах в США, Канаде, Японии, Венгрии, Израиле, Сирии и Египте. При кафедре создана выставка научно – технических достижений в области штамповки обкатыванием. Результаты НИР по штамповке обкатыванием  включены в программы учебных курсов, поставлены лабораторные работы. В последние годы разработаны конструкции и технологии изготовления, а также освоен выпуск автомобильных металлокомпозитных газовых баллонов различных объемов, предназначенных для хранения и транспортировки сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива.
    Под его руководством на площадях ИМИ был построен производственный корпус, в котором было создано производство сверхлегких металлокомпозитных баллонов с алюминиевым лейнером.  В коллективе авторов Корякин Н.А. награжден премией «Золотая идея» Рособоронэкспорта (2010 г.), и стал лауреатом Госпремии УР по науке и технологиям за разработку технологии и освоение производства корпусных частей авиационных ракет (2010 г.). В составе разработчиков: Б.А.Якимович – руководитель проекта, ректор, Ю.О.Михайлов – проректор по инновационной работе, Н.А.Корякин – профессор кафедры ТМиМ, М.Ю.Дорогушин – главный инженер, зам. генерального директора ФГУП ИМЗ, руководитель проекта от ФГУП ИМЗ и С.С.Дреманович – главный технолог ФГУП ИМЗ.
     Коллектив авторов разработал прогрессивные технологии и организовал производство принципиально новых изделий для  предприятия «Ижевский механический завод».
     Решение этой уникальной  задачи стало возможным на базе тесного научно-технического сотрудничества ФГУП «ИМЗ» и ГОУ ВПО «ИжГТУ», позволяющего в комплексе – от идеи до серийного производства – решать сложные задачи.
     Разработанные высокопроизводительные прессовые технологии производства корпусов ракетной техники позволяют повысить КИМ изделий на 40 процентов, снизить трудоёмкость на 80 процентов и улучшить аэродинамические характеристики на 20 процентов! Кроме того, были разработаны уникальные оснастка и инструмент, а также прогрессивные технологии их производства, позволяющие повысить стойкость инструмента в 4-5 раз и снизить себестоимость их изготовления в 2 раза. Проведенные полигонные испытания изделий показали соответствие заданным тактико-техническим характеристикам.

Методическая работа

     Преподаватели кафедры являются авторами многих методических разработок. Под общей редакцией проф. Тимофеева В.Л. подготовлено и опубликовано учебное пособие с грифом УМО «Технология конструкционных материалов» (авторы В. П. Глухов, В. Л. Тимофеев, В. Б. Фёдоров, А. А. Чумичкин). В учебном пособии изложены основные сведения о технологии получения и обработке металлов и их сплавов, и неметаллических материалов.
Кратко рассмотрены основная научно-техническая терминология, некоторые свойства металлов, сплавов и металлургические процессы их получения, а также применяемые в машиностроении неметаллические и композиционные материалы.
Более подробно описаны литейное производство, обработка давлением, сварка, обработка резанием.  На основе этого учебного пособия разработана его электронная версия. В нем имеются дополнительные, снабжённые гиперссылками средства поиска информации как-то: оглавление, предметный указатель, а также список иллюстраций и таблиц. Для лучшего  овладения научно-технической терминологией составлен словарь терминов со ссылками на соответствующие страницы пособия. Приведены контрольные вопросы со ссылками на места в тексте, где могут быть найдены ответы. Для закрепления материала рассмотрены примеры задач с решениями.
Кафедра располагает одними из лучших в ИжГТУ лекционной аудиторией (3-215) и учебной лабораторией «Обработка металлов давлением и резанием». Разработчиком материального и методического оснащения этих помещений является доцент, к.т.н. Глухов Вадим Павлович. Лекционная аудитория стала победителем конкурса «Лучшая аудитория ИжГТУ», посвященного 50-летию университета.


Дата создания материала: 14.04.2012 16:05
Конкурс «Вуз здорового образа жизни» Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Удмуртская Республика Управление аппарата ГАК по ПФО
© 2004-2012 ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова».
При использовании материалов сайта ссылка обязательна.
Поддержка сайта:
E-mail:
Сектор Технологий Интернет
info@istu.ru
Сделано на iPHPortal © ГНИИ ИТТ "Информика".