Объединенный институт машиностроения предлагает потребителям технологию Высокотемпературной вакуумной цементации зубчатых колес на основе коммерческого соглашения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения и ищет партнеров для заключения соглашения о техническом сотрудничестве.

Высокотемпературная вакуумная цементация (ВВЦ) зубчатых колес — это передовая технология химико-термической обработки (ХТО), при которой насыщение поверхности деталей углеродом происходит в вакуумных печах при температурах от 960 °C до 1050–1150 °C с использованием углеводородных газов (в основном ацетилена C₂H₂).

Основные производители оборудования и владельцы технологий.
Мировой рынок высокотемпературной вакуумной ХТО жестко поделен между несколькими технологическими лидерами.
1. ALD Vacuum Technologies (Германия)
Мировой эталон для автопрома и тяжелого машиностроения. Модульные системы интеграции термообработки прямо в механические цеха.
2. SECO/WARWICK (Польша / США)
Патентованная технология PreNitLPC® использует дозированную подачу аммиака перед цементацией, что сдерживает рост зерна при температурах до 1150 °C.
3. Ipsen (Германия / США)
Система использует ацетилен и обеспечивает превосходную проникающую способность в глухие отверстия и узкие впадины зубьев.
4.Chugai Ro Co., Ltd. (Япония)
Ведущий азиатский разработчик вакуумных печей и автоматических линий для цементации шестерен. Известен своей запатентованной технологией и продвинутыми вакуумными системами серии, которые активно эксплуатируются японскими автоконцернами (Toyota, Honda) для производства деталей трансмиссий.

В Объединенном институте машиностроения разработана технология энергосберегающей высокотемпературной цементации конструкционных легированных сталей, основанная на использовании ступенчатого нагрева в интервале температур фазового α→γ превращения, обеспечивающих сохранение качественной мелкозернистой структуры в сталях после длительной изотермической выдержки при температурах 1000–1020 ºC.

Информация о технологии Высокотемпературной вакуумной цементации зубчатых колес содержится в Каталоге продукции и услуг "Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси" 2019 г., стр. 23.

Информация также размещена в Каталоге "100 лучших разработок НАН Беларуси для экономики страны за 2022–2023 годы", 2024., стр. 88-89.

Ключевые преимущества процесса:
Сокращение времени цикла: повышение температуры с 930 °C до 1050 °C увеличивает скорость диффузии углерода в 2–3 раза.
Минимальные деформации геометрии: замена закалки в масло на прецизионную закалку струей инертного газа под высоким давлением (до 20–30 бар гелием или азотом) практически устраняет коробление зубьев. Это минимизирует затраты на финишное зубошлифование. Отсутствие внутреннего окисления: вакуумная среда полностью исключает межкристаллитную оксидную сетку на поверхности зуба, повышая изгибную выносливость шестерен на 15–20%.

Разработанная технология высокотемпературной цементации позволяет снизить энергопотребление до 20 % и увеличить производительность труда при проведении операций химико-термической обработки высоконапряженных деталей трансмиссий автотракторной техники, что в условиях ОАО МТЗ позволит обеспечить расчетную годовую экономию электроэнергии более 500 тыс. кВт·ч при уменьшении времени цементации на 20 % по сравнению с обычной цементацией при 960 ºC.

Готовность к использованию в производстве:
получен патент на изобретение. На ОАО «МТЗ» проведена опытная химико-термическая обработка (высокотемпературная цементация) партии деталей трансмиссии трактора «BELARUS» из используемых на предприятии промышленных легированных конструкционных сталей 15ХГН2ТА, 20ХН3А, 20ХНР, 25ХГМ. Цементация деталей проводилась в вакуумном термическом комплексе «ModulTherm 7/1»
(ОАО «МТЗ») по экспериментальному режиму ступенчатого нагрева на основании Временной технологической карты. Микротвердость поверхности цементированных деталей, глубина цементированного слоя и его структура соответствовали техническим требованиям чертежей и требованиям СТП 257-2188-2017 от 31 мая 2017 г. и ГОСТ 33189-2014.

В Объединенном институте машиностроения выполнена НИОКР «Исследование структурно-фазовых
превращений и триботехнических характеристик износостойких сталей и чугунов, используемых при изготовлении элементов насосного оборудования». Результаты использованы при создании технологии.

Получен совместный патент на изобретение (ОИМ НАН Беларуси – МТЗ).
Способ цементации конструкционной легированной стали : пат. EA 036583 : МПК С 23 С 8/22 / В. А. Кукареко, В. М. Гацуро, А. Н. Григорчик, А. Л. Валько, С. П. Руденко, А. Н. Чичин. – Опубликовано. 26.11.2020.

Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси является ведущим институтом Республики Беларусь в областях:
фундаментальных и прикладных научных исследований:
- машиноведение, механика, надежность и безопасность машин и технических систем;
- теория проектирования, мехатронные системы машин и механизмов;
- новые композиционные, полимерные, металлические материалы; нано- и микроструктурированные материалы;
- трение и износ в машинах, управление структурой и свойствами поверхности, в том числе на наноструктурном уровне.
научно-технической деятельности:
- научное обеспечение, организация и координация работ по созданию экспортоориентированной автотракторной и комбайновой техники, оборудованной многоуровневыми интегрированными электронными системами адаптивного управления и диагностики узлов и агрегатов, включающими мехатронные компоненты и интеллектуальные устройства высокоэнергонасыщенных тракторов и комбайнов, грузовых автомобилей и автопоездов, в том числе многозвенных модульного типа супернизкопольных автобусов сочлененных 2-, 3-секционных, с гибридными силовыми установками, карьерных самосвалов грузоподъемностью 95–500 тонн, многоосных колесных тягачей, лесозаготовительной техники, дорожно-строительной, коммунальной техники, городского электротранспорта.

Другие направления деятельности:
- сертификация мобильных машин, предметов их оборудования и частей, одобрение типов транспортных средств;
- стендовые, дорожные испытания, диагностика технического состояния мобильных машин;
- сертификация систем менеджмента качества на соответствие требованиям СТБ ISO 9001–2009;
- подготовка научных кадров высшей квалификации;
- проведение патентных исследований;
- выпуск научных, производственно-практических, нормативных производственно-практических, справочных изданий;
- выпуск международного научно-технического журнала «Механика машин, механизмов и материалов»;
- выпуск сборника научных трудов «Актуальные вопросы машиноведения».

Институт развивает научное и научно-техническое сотрудничество, деловые отношения с зарубежными партнерами и представляет Беларусь в Международной федерации по теории механизмов и машин (IFToMM).

Подписан ряд договоров, соглашений и протоколов о сотрудничестве с зарубежными и международными научными организациями, высшими учебными заведениями, органами управления в сфере научно-технической деятельности.

В настоящее время реализуются достигнутые соглашения с рядом зарубежных партнеров в следующих странах:
Российская Федерация, Республика Казахстан, Китайская Народная Республика, Федеративная Республика Германия, Австрийская Республика, Грузия, Латвийская Республика, Литовская Республика, Республика Польша, Республика Корея, Украина и др.

Официальный сайт Объединенного института машиностроения.

Потребители, заинтересованные в приобретении технологии Высокотемпературной вакуумной цементации зубчатых колес на основе коммерческого соглашения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения.

Партнеры, заинтересованные в развитии и внедрении в производство технологии Высокотемпературной вакуумной цементации зубчатых колес на основе соглашения о техническом сотрудничестве.