«Разработка технологии производства конечных изделий из алюмоматричных композиционных наноматериалов (АМНК)

методами пропитки преформ алюминиевыми сплавами и путем финальной термомеханической обработки заготовок АМНК,

полученных методами механического легирования и горячей консолидации»»

проект по ГК № 14.527.12.0015 от 13 октября 2011 г.

в рамках мероприятия 2.7 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы»

1

Цель Проекта

Описание Проекта

Краткое описание проекта

Разработка технологии и организация производства нейтронпоглощающих и конструкционных алюмоматричных композиционных наноматериалов, которые будут применяться высокотехнологичными предприятиями в различных отраслях российской промышленности и обеспечат опережающее инновационное развитие.

Инициатор проекта: ЗАО «Симбирская литейная компания», г. Ульяновск

Поставщик технологии: Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», каф. ТЛП

Продукция проекта: Алюмоматричные наноструктурированные композиционные материалы (АМНК), поставляемые потребителям в виде литых деталей и компонентов, катаных листов, слитков и экструдированных профилей

Основные отрасли-потребители: Автомобилестроение, авиастроение, приборостроение, электроника и электротехника, атомная промышленность и др.

Сроки реализации проекта: 2011-2013 гг. 2

Конструкционные материалы для автомобильной промышленности, авиастроения, других секторов машиностроения

Литые фасонные или штампованные изделия. Матрица – алюминиевые литейные сплавы АК9, АК12, АК12ММгН и др. Наполнители – частицы SiC, Al2O3, Si3N4, TiB2, графит, волокна SiC, муллитокремнезем; объемное содержание – до 30% Экструдированные профили. Матрица - сплавы систем Al-Cu, Al-Mg, Al-Si, Al-Cu-Mg, Al-Si-Cu, Al-Fe-Si, Al-Si-Cu-Fe-Ni, Al-Zn-Mg-Cu. Наполнители – частицы SiC, Al2O3, Si3N4, и др.; объемное содержание – до 30% Слитки. Матрица – алюминиевые литейные сплавы АК9, АК12, АК12М2МгН, В124, и др. Наполнители – частицы SiC, Al2O3, Si3N4, TiB2, графит, волокна SiC, муллитокремнезем; объемное содержание – до 30%

Фасонные заказные изделия, тонкие пластины с содержанием наполнителя до 70%

Экструдированные композитные профили для радиационной защиты. Матрица – алюминиевые литейные сплавы АК9, АК12, АК12ММгН. Наполнители – частицы B4C, W, PbO, SiB6; объемное содержание – до 30%

Литые фасонные или штампованные изделия. Матрица – алюминиевые литейные сплавы АК9, АК12, АК12М2МгН, В124, и др. Наполнители – частицы SiC, Al2O3, Si3N4, TiB2, графит, волокна SiC, муллитокремнезема, базальта, асбеста и др.; объемное содержание – до 30%.

АКТУАЛЬНОСТЬ проекта

Конструкционные электротехнические материалы:

Конструкционные и радиационно-защитные материалы:

Конструкционные износостойкие, фрикционные и антифрикционные материалы:

Технология производства АМНК в рамках проекта позволяет гибко изменять свойства и форму продукции в зависимости от запросов заказчика

3

Применяют компании:

• c 1992 GM

• c 1991 Toyota

• c 1991 Honda

Применение продукции проекта в автомобильной промышленности…

Наиболее распространенные примеры применения:

• вставки в блоки цилиндров

• поршни и детали поршней

• шатуны, клапаны, трибопары

• карданные валы

• тормозные барабаны, колодки, диски

• детали подвески и трансмиссии

Автомобильная промышленность – крупнейший потребитель продукции проекта

4

•оперение фюзеляжа

•штоки гидроцилиндров

•несущие элементы корпуса космических аппаратов

•несущие элементы радаров, телескопов и оптико-механических систем

•волокна, пропитанные расплавом – обтекатели истребителей 5-го поколения

… аэрокосмической промышленности…Наиболее распространенные примеры применения:

• стойка шасси

• крышки топливных систем

• крепления несущего винта вертолета

• лопатки и облицовка нагнетающего компрессора турбин

• гидравлические клапаны систем вертолетов и самолетов

5

Электроника и приборостроение

•преобразователи питания, подложки для электронных плат и Flip Chip

•теплорассеиватели и радиаторы, корпуса приборов, антенн, волноводов и других устройств

•рамы, станины, основания точных приборов и высокоскоростных механических систем

Радиационно-защитные материалы

•транспортно-упаковочные контейнеры для транспортировки ОТВС

•радиационная защита реакторов и комплексов для хранения радиационных материалов рамы, станины, основания точных приборов и высокоскоростных механических систем

… электронике, приборостроении, радиационной защите

6

1.Технологический процесс принудительной пропитки расплавом (ПППР) алюминиевого сплава пористых заготовок из армирующего компонента предназначен для производства заготовок из алюмоматричных нанокомпозитов с содержанием армирующей фазы SiC 60 об. %.

2. Технологический процесс, основанный на методе механического легирования (ПОММЛ), предназначен для производства консолидированных заготовок из алюмоматричных нанокомпозитов с содержанием армирующей фазы а) SiC – 20 об. %;б) B4C – 35 об.%

Разработаны в НИТУ «МИСиС» в результате выполнения проекта

7

Технологический процесс ПППР

Изделие - Пластина 60х80х150 АМНК 60% SiC (МГТК.741134.001ТУ)рекомендовано к применению в установках в качестве узлов,, для которых требуется сочетание низкого температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) при высоких значениях теплопроводности и твердости в условиях нагрева до 350 °С в некоррозионной среде. Примерами таких узлов могут служить: охлаждающая подложка силовой электроники; размеростабильное основание оптических электронных приборов; элементы силового армирования. 8

Основные этапы: подготовка порошков SiC, механическое легирование, приготовление Al расплава, пропитка порошка, мех.обработка

Технологический процесс ПОММЛ

Изделие – Пруток ф20х200 АМНК 20% SiC (МГТК.758271.001ТУ)

Изделие рекомендовано к применению в качестве силовых элементов несущих конструкций для строительства, транспортных средств, энергетических установок, от которых требуется сочетание высокой прочности и жесткости

9

Основные этапы: подготовка порошков SiC и АД33, механическое легирование, прессование, мех.обработка

Технологический процесс ПОММЛ

Изделие – Брус 20х50х100 АМНК 35% B4C

(МГТК.741121.001ТУ) Изделие рекомендовано к

применению для изготовления элементов радиационной защиты,, в том числе предназначенных для использования в изделиях и сооружениях для хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива.

10

Основные этапы: подготовка порошков B4C и АД33, механическое легирование, прессование, мех.обработка

Приемочные испытания

11

Приемочные испытания

12

Приемочные испытания

13

Применение продукции проектаНанокомпозиты будут применяться на предприятиях многих отраслей отечественной промышленности

ЗАО «Авиастар-СП»(авиастроение)

ОАО «Ульяновский моторный завод»

ОАО «УАЗ»ОАО «ДААЗ»ОАО «УМЗ 2»

(автомобилестроение)

ФНПЦ ОАО «НПО «Марс»ОАО «Утес»ОАО «УКБП»

(приборостроение)

ОАО «Ульяновский механический завод»

(оборонная промышленность)

ОАО «Контактор»(электроника и электротехника)

ОАО «ГНЦ НИИАР»(атомная промышленность)

Ульяновская область

АМНАМНКК

РОССИЯ

Предприятия автомобилестроения

Авиастроительные предприятия

Предприятия приборостроения

Предприятия электронной и

электротехнической промышленности

Предприятия атомной

промышленности

Предприятия оборонной

промышленности

14

индикаторы план факт

И2.7.1 Число разработанных

технологий

2 2

И2.7.2 Число завершенных

проектов, перешедших в стадию

коммерциализации

1 1

И2.7.3 Число патентов (заявок) 3 3

И2.7.4 Число публикаций 11 12

И2.7.5 Объем дополнительного высокотехнологичной продукции

855 млн.руб.

план 2014 г.142 млн.руб.

И2.7.6 Дополнительный объем экспортаВысокотехнологичной продукции

119 млн.руб.

план 2014 г.15 млн.руб

И2.7.7 Количество новых рабочих

мест

14 (23)* 14

* до 2018 г.

Индикаторы проекта

15

показатели план факт

Объем привлеченных

внебюджетных средств

38 млн.

руб.

78 млн.

руб.

Численность молодых

специалистов,

11* 11

Число диссертаций 1 1

Число внедренных в экономику

передовых

технологий

2 2

* В 2013 г.

Показатели проекта

16