PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ VÀ CÁC HỢP KIM ĐÚC

        Năm 2005, Viện Công nghệ bắt đầu triển khai dự án đầu tư Phòng Thí nghiệm Công nghệ và các Hợp kim đúc với những mục tiêu: nâng cao năng lực nghiên cứu và trình độ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ đúc, phát triển nghiên cứu ứng dụng một cách ổn định, có hiệu quả; bồi dưỡng và đào tạo đội ngũ cán bộ nghiên cứu có trình độ cao; tư vấn, đánh giá và chuyển giao công nghệ về lĩnh vực đúc. Đến cuối năm 2007, dự án hoàn thành Phòng Thí nghiệm Công nghệ và các Hợp kim đúc chính thức đi vào hoạt động từ ngày 01 tháng 01 năm 2008.

        Phòng thí nghiệm định hướng tập trung nghiên cứu về công nghệ đúc, vật liệu làm khuôn đúc và nghiên cứu, chế tạo các loại hợp kim đặc biệt. Phòng được đầu tư các thiết bị hiện đại phục vụ nghiên cứu như: lò cảm ứng nấu luyện chân không với độ chân không trong buồng lò đến 10-3mbar, phần mềm mô phỏng thiết kế công nghệ đúc MaGmasoft, máy đúc áp lực, thiết bị đo độ bền vật liệu làm khuôn, lò nung, lò sấy,.. Phòng thí nghiệm có chức năng nghiên cứu khoa học, phân tích, thí nghiệm, thử nghiệm và đào tạo cán bộ khoa học có trình độ cao về công nghệ đúc và các hợp kim đúc thuộc các chương trình KH&CN của Nhà nước hoặc nhiệm vụ của Bộ chủ quản giao. Là đơn vị nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao công nghệ; nên Phòng thí nghiệm tập trung vào nghiên cứu chế tạo ra các loại hợp kim, kim loại đặc biệt, ứng dụng trong cuộc sống, ngành công nghiệp khai khoáng, khai thác mỏ và công nghiệp quốc phòng.

        Kể từ khi được thành lập cho đến nay, phòng đã chủ trì và thực hiện hàng chục đề tài các cấp. Chỉ tính riêng đề tài cấp Nhà nước phòng đã chủ trì hai và tham gia thực hiện với các đơn vị khác là ba đề tài với kinh phí lên đến vài chục tỉ đồng. Từ hoạt động nghiên cứu khoa học, các kết quả được ứng dụng vào thực tiễn trên nhiều lĩnh vực bao gồm:

– Nghiên cứu về công nghệ tạo phôi, sử dụng phần mềm Magmasoft để mô phỏng, hiệu chỉnh thiết kế công nghệ đúc, giúp hoàn thiện khâu thiết kế công nghệ đúc nhanh chóng và hiệu quả.

– Nghiên cứu các tính chất nhiệt lý, cơ lý của các loại vật liệu làm khuôn, ruột trên thiết bị hiện đại. Chuyển giao công nghệ đúc khuôn cát nhựa furan, công nghệ đúc truyền thống, công nghệ đúc đặc biệt (đúc áp lực, đúc bằng mẫu tự thiêu…), công nghệ đúc tiên tiến (công nghệ hộp nóng, công nghệ hộp nguội, chất dính bằng nhựa công nghiệp tạo ra chi tiết có độ chính xác cao).

– Chế tạo các sản phẩm là các mác hợp kim đặc biệt có yêu cầu kỹ thuật cao, có kết cấu phức tạp, làm việc trong điều kiện khắc nghiệt như: chịu nhiệt, thay đổi nhiệt độ đột ngột, chịu mài mòn, chịu ăn mòn hóa học cao, áp suất cao,… trong công nghiệp khai khoảng, công nghiệp quốc phòng và sản phẩm phục vụ cho lĩnh vực y tế.

– Nghiên cứu công nghệ đúc áp lực, công nghệ đúc áp lực- bán lỏng, công nghệ chế tạo composite nền đồng hạt thép.

        Định hướng nghiên cứu giai đoạn từ 2021 đến 2030 của phòng thí nghiệm nghiên cứu về công nghệ chế tạo vật liệu kim loại như sau:

– Nghiên cứu, chế tạo các hợp kim đúc có nhiệt độ nóng chảy cao, dễ bay hơi và công nghệ chế tạo vật liệu từ như: titan, hợp kim titan, hợp kim nền niken, hợp kim nền coban;

– Nghiên cứu công nghệ chế tạo các hợp kim đặc biệt, công nghệ tạo phôi cho các sản phẩm có kết cấu phức tạp sử dụng trong công nghiệp quốc phòng, ngành chế tạo máy.

Một số thành tựu mới trong công tác nghiên cứu khoa học:

        Sau tám năm miệt mài nghiên cứu, các cán bộ của phòng thí nghiệm đã chế tạo thành công hợp kim titan y sinh mác Ti-6Al-7Nb và Ti-5Al-2,5Fe bằng lò cảm ứng chân không VIM02. Kết quả phân tích cơ, lý tính của vật liệu đều đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn ISO 5832-10 và ISO 5832-11. Thông qua việc thử nghiệm trên động vật và trên người cho thấy các loại nẹp vít titan mác Ti-6Al-7Nb và Ti-5Al-2,5Fe do các cán bộ của phòng thí nghiệm chế tạo thấy không gây độc cho tế bào, gen trên động vật; không làm biến đổi chức năng gan, thận các chỉ số sinh hóa, huyết học. Kết quả bước đầu đánh giá thử nghiệm lâm sàng cho thấy, tất cả bệnh nhân ổn định, ra viện đúng thời gian, xương cố định tốt, không di lệch, mô mềm không bị viêm nhiễm. Nẹp, vít đảm bảo độ bền và không có trường hợp nào bị hư hỏng, gãy phải tháo bỏ; không có trường hợp nào thải loại, phải tháo bỏ nẹp do không tương thích. Xương cố định tốt, can xương tốt. Không thay đổi cấu trúc mô tại vùng đặt nẹp vít. Tất cả kết quả đều đạt tiêu chuẩn đánh giá về an toàn sinh học ISO 10993.

        Giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2015, các cán bộ của Phòng thí nghiệm đã nghiên cứu, chế tạo thành công sáu mác hợp kim đặc biệt dùng để chế tạo các sản phẩm ứng dụng trong công nghiệp quốc phòng bao gồm: 03Ni18Co9Mo5TiAl-VK; 28Cr3SiNiMoWV-VK; 09Cr16Ni4Nb-VK; 14Cr17Ni2-VK;  36CrNiTiAl-VK; 12Cr2NiWV-VK. Từ năm 2018 đến nay phòng thí nghiệm đang triển khai thực hiện dự án SXTN hai mác hợp kim: 03Ni18Co9Mo5TiAl, 09Cr16Ni4Nb mỗi loại 2.000 kg. Hợp kim do Phòng thí nghiệm chế tạo đều đạt tiêu chuẩn về thành phần hóa học và độ bền tương đương với sản phẩm cung cấp bởi Liên Bang Nga.