Требования потребителей становятся все жестче
Машиностроение и, в частности, автомобилестроение - один из основных потребителей литейной промышленности. В чем специфика производства отливок для автомобилестроителей?
Если обобщённо, то отливки для легкового автомобилестроения отличаются относительно небольшой массой – от 500 граммов до 50 кг, имеют достаточно широкий интервал толщин стенок, полости ажурной, сложной формы. Для их изготовления применяются все типы графитизированных конструкционных чугунов – серый чугун, чугун с вермикулярным графитом и высокопрочный чугун. Рост потребительских требований к деталям из чугуна ведёт к соответствующему росту требований и к литейным материалам и, в частности, к модификаторам. В настоящее время все ведущие специалисты по модифицированию чугунов едины во мнении, что два традиционных параметра – химический и гранулометрический составы не могут полноценно охарактеризовать качество модификатора, необходимы знания о технологии его получения, в том числе учёт наследственной информации.
Поставщики и потребители очень часто говорят про качество отливок. Что сейчас подразумевается под этим понятием? Как в последние 10-20 лет менялись требования литейщиков к качеству поставляемой им продукции?
Качество отливки - собирательное понятие, состоящее из соответствия состава, структуры, свойств материала и уровня литейных дефектов требованиям нормативной документации. Уточню – со временем меняются требования потребителей литейной продукции, особенно западных, а именно – происходит сужение диапазона твёрдости и снижение класса допустимых дефектов, оговаривается структура в конкретных частях отливки. Такие требования к своим чугунным деталям выдвигает, например, фирма "Валео".
Денис Алексеевич, ваши научные работы посвящены модифицированию чугунов. Откройте секрет, какую роль играет эта операция во все технологической цепочке получения чугунной отливки?
Модифицирование – это самая важная, главная, ответственная операция получения чугуна, так как именно с её помощью чугун становится конструкционным материалом с определённой структурой и требуемым комплексом потребительских свойств. В определённых случаях модифицирование может являться панацеей по стабилизации техпроцесса изготовления чугунных отливок, так как может компенсировать нарушение его параметров, например, колебаний температуры и химического состава.
Насколько активно литейщики в России применяют материалы, улучшающие структуру и качество отливок?
Постоянно. Ведь процесс совершенствования качества при снижении затрат – глобальная задача любого производства, не только литейного. Самое важное в этом вопросе – найти гибкого поставщика литейных материалов, способного подобрать материал с учётом специфики конкретного литейного производства. К сожалению, среди западных производителей модификаторов таких чрезвычайно мало, так как присутствует стереотипный подход: наши материалы универсальны и оптимальны для любого производства. Так, к примеру, утверждают представители фирмы "Элкем" (Норвегия). Однако такой подход в принципе ошибочный. Одним из категории гибких поставщиков является ООО «НПП Технология». Не всегда гладко, но мы с ними находим общий язык по совершенствованию и подбору модифицирующих материалов с нужными нашему производству характеристиками.
Нужна поддержка государства
Вы работаете в научно-техническом центре «АВТОВАЗа». Расскажите о самых важных достижениях, связанных с литейным производством.
Перечислю укрупнённо самые важные за время своего тесного сотрудничества с чугуно-литейным производством с 2005 года. Это замена тяжёлой Ni-Mg-Ce-лигатуры на лёгкую типа ФСМг и внедрение технологической схемы обработки расплава чугуна - «заливка сверху»; внедрение более эффективных ферросиликобариевых графитизирующих модификаторов сначала на основе ФС65, а затем и ФС75 взамен малоэффективного комплексного модификатора из ФС75, силикокальция и графита в зёрнах. Большое значение имела оптимизация типов и марок чугунов, а также их химических составов и расходов модифицирующих материалов для некоторых отливок с целью более рационального их применения и снижения затрат с учётом их нагруженности, условий эксплуатации. Мы освоили новые марки чугунов в рамках выполнения сторонних заказов (отечественных и зарубежных) по автомобильному и железнодорожному литью. Необходимо также отметить апробацию и внедрение новых рафинирующе-дегазирующих материалов на основе карбонатов ЩЗМ для снижения уровня дефектов литейного происхождения в чугунных отливках.
Хотелось ли вам что-то кардинально изменить в работе литейщиков или автомобилестроителей?
Если говорить о работе литейщиков, то, не буду оригинален, необходима существенная, внушительная поддержка со стороны государства! Создание отраслевых НИИ, исследовательских институтов по всем областям и переделам литейного производства – то есть то, о чём на каждом съезде литейщиков докладывает президент РАЛ И.А. Дибров. По автостроителям – на государственном уровне нужно пересмотреть решение о владении автомобильными предприятиями иностранными компаниями! Совместные предприятия – пожалуйста, но ни в коем случае не продавать западным компаниям уже существующие российские автозаводы с традициями, собственной перспективой развития …
Внедрить самое оптимальное решение
Денис Алексеевич, расскажите немного о себе. Где вы учились и работали?
В 2001 году окончил Тольяттинский политехнический институт. Диплом защищал по оценке адгезионных свойств покрытий методом акустической эмиссии. Мои рецензентом стал начальник исследовательской лаборатории трения и смазочных материалов Исследовательского центра «АВТОВАЗа» Михаил Михайлович Криштал. Он и пригласил меня на работу в лабораторию. Так, в сентябре 2001 года, начался принципиально иной период в моей жизни, сложный и интересный. С первого дня я занимался оптимизацией материалов пары трения «тормозной диск - колодка». По результатам научно-исследовательской работы подготовил кандидатскую диссертацию и в 2004 году её защитил. В 2005-ом мне предложили перейти в лабораторию литейных процессов, сохранив при этом материаловедческое направление, связанное с чугунами. Знакомство с чугунолитейным производством показало, что большинство материалов и технологий являются старыми, их применяли чуть ли не с момента запуска. Пик научных исследований и экспериментов в чугунолитейном производстве пришёлся на 2005-2007 годы. Докторскую диссертацию защитил в Самарском техуниверситете в 2013 году (в 34 года - прим. редакции).
Говорят, вы защитили кандидатскую и докторскую диссертации без отрыва от производства. Как это совмещалось - научная деятельность и работа на предприятии мешали или дополняли друг друга?
Темы моих кандидатской и докторской диссертаций были сугубо прикладные, вытекали из реально существующих, актуальных производственных проблем. Поэтому у меня не было никаких затруднений с практической апробацией и реализацией полученных результатов. Все они были получены естественным путём при решении производственных задач, мне необходимо было лишь их систематизировать и провести научное обобщение.
Как результаты ваших диссертаций используются на производстве?
Результаты, полученные как в кандидатской, так и в докторской диссертации, полностью подтверждены на практике ввиду их полномасштабной производственной апробации: на каждый испытанный материал имеется комплексное заключение о его положительной апробации или акт внедрения, например, на такие модификаторы как Barinoc®75, Compactmag®, Superseed®75. Внедрены они, конечно же, лишь частично по той очевидной причине, что невозможно в принципе внедрить в действующее производство абсолютно все результаты исследований. Всегда приходится выбирать какое-то одно оптимальное техническое решение из их множества. Например, успешно апробирована тяжёлая Cu-Mg-Ce-лигатура для получения высоких марок ВЧ (от ВЧ60 и выше).
Самое главное, что, по вашему мнению, должны знать студенты о литейном производстве.
Что это самая крупная отрасль в машиностроении, её основа и одновременно научная специальность, в которой невозможно быть широким специалистом. Так традиционно сложилось, что частная профессиональная деятельность литейщиков - технических специалистов и учёных связана либо с печным оборудованием и выплавкой литейных сплавов, либо с формовочным оборудованием, технологией формы и сопутствующими материалами, либо с огнеупорами, с внепечной обработкой литейных сплавов – рафинированием, модифицированием и др.
Блиц-тайм
1. Самое неожиданное решение, о котором вы не жалеете.
После окончания института в 2001 году посвятить жизнь производственной, прикладной науке, устроившись на АВТОВАЗ и поступив в аспирантуру, взяв в качестве темы кандидатской одну из самых актуальных на тот период проблем – снизить такой потребительский дефект как «вибрация рулевого колеса при торможении на семействе 2110», который тогда по рекламациям стоял на втором месте по затратам именно материаловедческим путём, то есть путём оптимизации материалов пары трения «тормозной диск – колодка».
2. Без науки, как... (продолжите фразу).
Без науки, как без смысла жизни.
3. Цель, которую хотите достичь через 10 лет.
Защитить трех аспирантов и получить учёное звание профессора. Пока я имею учёное звание доцента, а профессор – только по должности.
Анна Литовина.
Фото: Денис Болдырев.
