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 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 >>