ИОННО-ВАКУУМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Технология ионной химико-термической обработки стальных поверхностей широко востребована в авиационно-космической промышленности. Технологии ионно-вакуумного азотирования внедрены на следующих предприятиях авиационно-космической промышленности России.
- АО «Мичуринский завод «Прогресс» http://mzp.su
- ПАО «АНПП «ТЕМП-АВИА» http://www.temp-avia.ru
- ПАО «ОДК-Сатурн» http://www.npo-saturn.ru
- Омское машиностроительное конструкторское бюро (АО «ОМКБ») http://omkb.net
- ПАО «Авиационная корпорация «Рубин» http://acrubin.ru
- ОАО «Брянский электромеханический завод» http://aobemz.ru
- АО «НПП «Старт» имени А. И. Яскина» http://www.nppstart.ru
- Использование технологии упрочнения позволило данным предприятиям занять лидирующие позиции в своей отрасли, освоить новые виды продукции.
Детали авиационно-космической техники работают в различных условиях эксплуатации: агрессивной среде, низких и высоких температурах, различных знакопеременных нагрузках, высоких скоростях и т. п. В конструкциях перспективной авиационно-космической техники военного и гражданского назначения используется множество изделий, работающих в критических условиях. Состояние поверхностного слоя материала, применяемого в деталях и сборочных единицах, представляет собой важный фактор, определяющий эксплуатационные характеристики изделия. Это вызвано тем, что разрушение конструкционного материала детали обычно начинается с её поверхности, а это приводит не только к потере необходимой прочности, но и к ухудшению условий нормальной работоспособности детали.
Упрочнение поверхностного слоя конструкционного материала позволяет решить многие важнейшие технические задачи, связанные не только с сохранением, но и кратным увеличением эксплуатационной надежности изделия.
Ионно-вакуумное азотирование – один из эффективных и распространенных технологических методов поверхностного упрочнения, повышающих сопротивление изнашиванию изделий, которые эксплуатируются при контактных, ударных и знакопеременных нагрузках. Данный способ обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционным газовым азотированием: возможность регулирования параметров обработки в широком интервале режимов; высокую скорость насыщения; получение диффузионных слоев заданного фазового состава и строения; высокий класс чистоты поверхности; большую экономичность процесса.
Технологии ионно-вакуумного азотирования внедрены на многие предприятия авиационно-космической промышленности.
ПАО «Мичуринский завод «Прогресс» (г. Мичуринск) http://mzp.su
АО «Мичуринский завод «Прогресс» – советское и российское промышленное предприятие в городе Мичуринске Тамбовской области. Выпускает высокотехнологичное оборудование для систем управления авиационной и ракетной техники, а также широкий спектр электротехники гражданского назначения.
При создании авиационной техники широко используют мелкомодульные зубчатые передачи. На сегодняшний день решена проблема небольшого эксплуатационного ресурса мелкомодульных деталей. В 2016 году сотрудниками компании «Ионные технологии» проведён конструкторско-технологический анализ возможности применения ионных покрытий для упрочнения мелкомодульных зубчатых передач. В ходе проведения совместных НИОКР были разработаны новые технологии упрочнения такого типа деталей, внесены изменения в конструкторскую документацию и разработаны новые требования к азотированному слою зубчатого зацепления. В 2019 году предприятием принято решение о приобретении двухкамерной установки ION-25HWI-2 поколения последнего.
 |
| Рисунок 1 – Установка для ионной химико-термической обработки ION-25HWI-2 на участке ионного азотирования в ходе пуско-наладочных работ |
 |
| Рисунок 2 – Ионно-вакуумное азотирование деталей для АО «Мичуринский завод «Прогресс» |
ПАО «АНПП «ТЕМП-АВИА» (г. Арзамас) http://www.temp-avia.ru
ПАО «АНПП «ТЕМП-АВИА» – промышленное предприятие, которое разработало и внедрило в серийное производство более трёхсот типов изделий, используемых на всех типах отечественных самолетов, вертолетов, а также иной технике.
На предприятие ПАО АНПП «ТЕМП-АВИА» во II квартале 2019 года внедрена автоматизированная установка ION-25CWI дверного типа для упрочнения перспективных изделий с мелкомодульными зубчатыми зацеплениями, штампо-прессового и режущего инструментов.
В настоящее время ПАО «АНПП «ТЕМП-АВИА» специализируется на разработке и производстве датчиков и бортового оборудования для летательных аппаратов различных типов морской и бронетанковой техники.
 |
| Рисунок 3 – Установка для ионно-вакуумного азотирования ION-25CWI |
 |
| Рисунок 4 – Ионно-вакуумное азотирование деталей для ПАО «АНПП «ТЕМП-АВИА» |
ПАО «ОДК-Сатурн» (г. Рыбинск) http://www.npo-saturn.ru
ПАО «ОДК-Сатурн» – российская двигателестроительная компания, специализирующаяся на разработке, производстве и послепродажном обслуживании газотурбинных двигателей (и установок/агрегатов) для военной и гражданской авиации, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок, кораблей и судов. Основное производство и конструкторский центр расположен в городе Рыбинске Ярославской области. Входит в состав АО «Объединённой двигателестроительной корпорации» (ОДК).
Предприятие использовало на производстве оборудование старого образца, в т.ч. производства СССР. В соответствии с планом по модернизации химико-термического производства в конце 2013 года на предприятие внедрена двухкамерная установка колпакового типа ионного азотирования ИОН-50И-2.
 |
| Рисунок 5 – Двухкамерная установка ИОН-50И-2 для ионной химико-термической обработки деталей |
Омское моторостроительное конструкторское бюро (АО «ОМКБ», г. Омск) http://omkb.net
Омское машиностроительное конструкторское бюро (АО «ОМКБ») филиал НПО «Сатурн» в г. Омск — российская компания, специализирующаяся на разработке, производстве и ремонте малоразмерных газотурбинных двигателей гражданского и военного назначения, а также наземных энергоузлов, турбостартеров и другого оборудования.
Главным направлением АО «ОМКБ» является разработка систем топливопитания и регулирования газотурбинных авиационных двигателей для таких знаменитых конструкторских бюро как «Антонов» (Ан-24РВ, Ан-26), «Яковлев» (Як-30, Як-32), «Камов» (КА-25). К системам питания и двигателям в целом предъявляются жёсткие технические требования. Различные сферы применения (гражданская и военная авиация) и условия работы обязывают поддерживать их качество на неизменно высоком уровне. С целью продления ресурса деталей и узлов в целом применяются различные виды химико-термической обработки, основной тип упрочнения - ионно-вакуумное азотирование.
В 2013 году совместными усилиями с компанией ОАО «Ионные технологии» в производственный цикл предприятия была внедрена установка ионного азотирования ИОН-25И дверного типа, за счет чего к концу года предприятие вышло на запланированные темпы производства. На 2021 год намечена поставка ещё одной модернизированной установки для ионной ХТО.
 |
| Рисунок 6 – Установка ИОН-25И для ионно-вакуумного азотирования изделий |
 |
| Рисунок 7 – Ионно-вакуумное азотирование деталей для предприятия АО «ОМКБ» |
АО «Авиационная корпорация «Рубин» (Московская обл., Балашиха) http://acrubin.ru
ПАО «Авиационная корпорация «Рубин» – разработчик и изготовитель взлётно-посадочных устройств, гидроагрегатов и гидросистем самолетов и других летательных аппаратов. Расположено в Балашихе Московской области.
Основные виды деятельности – производство продукции для авиастроения: тормозных колёс, приводов-генераторов, плунжерных насосов, насосных станций, гидромоторов, ряда агрегатов управления.
В III квартале 2019 года подписан договор на поставку оборудования ION-25-HWI для ионной химико-термической обработки деталей. Внедрением современной технологии ионно-вакуумного азотирования на данном предприятии планируется заменить устаревший метод поверхностного упрочнения изделий – газовое каталитическое азотирование. Нашей компанией совместно с ПАО «АК «Рубин» были проведены исследовательские работы по упрочнению перспективной продукции методом ионного азотирования. Сравнительный анализ двух методов упрочнения показал, что использование современных методом ионной химико-термической обработки целесообразнее и более эффективнее, чем газовое каталитическое азотирование.
 |
 |
 |
| Рисунок 8 – Ионно-вакуумное азотирование деталей для ПАО «Авиационная корпорация «Рубин» |
АО «Брянский электромеханический завод» (г. Брянск) http://aobemz.ru/
ОАО «Брянский электромеханический завод» является ведущим производителем комплексов радиоэлектронной борьбы, станций радиоконтроля и радиотехнической разведки, систем приема и обработки спутниковой информации, составных частей самолетных бортовых радиолокационных станций, авиационных систем управления оружием. ОАО «БЭМЗ» сегодня – многопрофильное предприятие с мощной производственной базой, имеющее необходимый комплекс оборудования и технологических процессов, обеспечивающих выпуск наукоемкой продукции.
Одним из технологических процессов является ионная химико-термическая обработка деталей с мелкомодульными зубчатыми зацеплениями.
Компанией ООО «Ионные технологии» совместно с ОАО «БЭМЗ» проведены исследовательские работы по упрочнению малогабаритных сложноконтурных зубчатых деталей. Для некоторых типов деталей разработана специальная оснастка для защиты определенных поверхностей от азотирования согласно конструкторской документацией.
 |
 |
 |
| Рисунок 9 – Ионно-вакуумное азотирование деталей с зубчатым зацеплением для АО «Брянский электромеханический завод», г. Брянск |
АО «НПП «Старт» имени А. И. Яскина» (г. Екатеринбург) http://www.nppstart.ru
АО «НПП «Старт» имени А. И. Яскина» – российское предприятие по разработке пусковых устройств ракет для зенитно-ракетных комплексов ПВО и ПРО, корабельных пусковых установок, авиационных пусковых и катапультных установок, комплексов наземного обслуживания ракетных систем морского и воздушного базирования.
За время своего существования «Старт» разработал и передал в производство более 320 передовых образцов вооружений.
На «Старте» реализован полный цикл создания изделий - от формирования технических предложений на разработку до изготовления опытных образцов и проведения испытаний. По ряду изделий на предприятии организовано серийное производство. Также предприятие серийно выпускает гражданскую продукцию – оборудование для подразделений ДПО.
В 2016 году компанией ООО «Ионные технологии» был проведен комплекс НИОКР и разработана приоритетная технология ионно-вакуумного азотирования серийных изделий, применяемых в авиационно-космической и ракетной технике.
В настоящее время на АО «НПП «Старт» имени А. И. Яскина» технология ионной ХТО является основным методом упрочнения перспективных изделий, в особенности из мартенситно-стареющих сталей.
 |  |
 |  |  |
Рисунок 10 – Ионно-вакуумное азотирование деталей из стали ВКС-210 для АО «НПП «Старт» им А. И. Яскина», г. Екатеринбург |
Ионное азотирование является передовой и самой массовой технологией поверхностного упрочнения в оборонной промышленности. Применение ионной химико-термической обработки в серийном производстве изделий специального назначения позволяет внедрять инновационные конструкторско-технологические решения, поднять на принципиально новый уровень качество продукции, существенно снизить затраты и обеспечить многократный рост производительности труда.
В настоящее время компанией ООО «Ионные технологии» ведутся более 10 НИОКР по внедрению технологий ионной химико-термической обработки с предприятиями различных отраслей промышленности.
Примеры выполненных работ и результаты НИОКР по теме:
"Упрочнение узлов механизмов и приборов, работающих в условиях широкополосной вибрации, больших перегрузок, а также под воздействием интенсивного электромагнитного излучения"
| ООО "Ионные технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженер исследователь | И.С. Соколова lab@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженер исследователь | Д.М. Кинзибаев lab@procion.ru |
Компанией ООО "Ионные технологии" активно ведутся исследовательские работы по упрочнению изделий из титановых сплавов методами ионной ХТО. Изучение возможности упрочнения титановых сплавов методами ИХТО является весьма актуальным, т.к. изделия из титановых сплавов находят широкое применение во всех отраслях промышленности. читать дальше >>
| ООО "Ионные Технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru https://orcid.org/0000-0003-3687-751X |
| ООО "Ионные Технологии", Пермский национально исследовательский политехнический университет | инженер-исследователь, аспирант | И.С. Соколова sokolova@procion.ru |
| ООО "Ионные Технологии", Пермский национально исследовательский политехнический университет | инженер-технолог, аспирант | А.А. Князев knyazev@procion.ru |
В работе рассмотрены сферы применения и перспективность использования титановых сплавов, а также определение недостатков данных материалов и методы их устранения. Представлены исследования микроструктуры и поверхностной твердости образца из титанового сплава ВТ20 после химико-термической обработки методом ионно-вакуумного азотирования. читать дальше >>
 |
| ООО "Ионные Технологии" | руководитель НИОКР, главный тех.эксперт | В.В. Богданов bogdan.ion@mail.ru |
| ООО "Ионные технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженеры исследователи | Д.М. Кинзибаев И.С. Соколова Е.С. Уткин lab@procion.ru |
Предприятием ООО «Ионные технологии» проведен комплекс исследований и разработана приоритетная технология низкотемпературного ионного азотирования серийных деталей «Палец», «Ось» и «Сектор» из стали ВКС-210 для АО «НПП «Старт», применяемых в производстве авиационной и ракетно-космической техники. читать дальше >>
 |
| ООО "Ионные Технологии" | руководитель НИОКР, главный тех.эксперт | В.В. Богданов bogdan.ion@mail.ru |
| ООО "Ионные технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженеры исследователи | Д.М. Кинзибаев И.С. Соколова Е.С. Уткин lab@procion.ru |
ПАО «Авиационная Корпорация «Рубин» совместно с компанией ООО «Ионные технологии» были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по внедрению современной технологии ионно-вакуумной химико-термической обработкой перспективных изделий в технологический цикл предприятия. читать дальше >>
| ООО "Ионные технологии" | руководитель НИОКР, главный тех.эксперт | В.В. Богданов bogdan.ion@mail.ru |
| ООО "Ионные технологии" | директор | А.В. Оборин oborin@procion.ru |
| ООО "Ионные технологии" | инженер исследователь | И.С. Соколова lab@procion.ru |
| АО "Мичуринский завод "Прогресс" mzp.su |
гл. технолог | С.В. Юсков |
| ПАО АНПП "Темп-Авиа" www.temp-avia.ru |
зам. нач. ЦЗЛ | В.В. Палавин |
Перспективные требования к узлам и системам аппаратов проектируемых для эксплуатации в атмосфере и космосе предусматривают увеличение ресурса при одновременном снижении массы изделий и стоимости их производства. Таким образом, требуется обеспечить развитие одновременно трёх взаимозависимых факторов, ибо только так можно соответствовать требованиям 5-го технологического уклада. Для гарантированного осуществления этой задачи необходимо применение не только современного оборудования, но и в первую очередь опережающих технологических решений, основанных на научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах (НИОКР), принципах ноу-хау и фундаментальных знаниях читать дальше >>