E N D
«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»
Краткое описание проекта Цель 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. Описание Проекта • 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.
АКТУАЛЬНОСТЬ проекта Технология производства АМНК в рамках проекта позволяет гибко изменять свойства и форму продукции в зависимости от запросов заказчика 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% Конструкционные электротехнические материалы: • Фасонные заказные изделия,тонкие пластины с содержанием наполнителя до 70% Конструкционные и радиационно-защитные материалы: • Экструдированные композитные профили для радиационной защиты. Матрица – алюминиевые литейные сплавы АК9, АК12, АК12ММгН. Наполнители – частицы B4C, W, PbO, SiB6; объемное содержание – до 30% Конструкционные износостойкие, фрикционные и антифрикционные материалы: • 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%.
Применение продукции проекта в автомобильной промышленности… Автомобильная промышленность – крупнейший потребитель продукции проекта • 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 • Применяют компании: • c 1992 GM • c 1991 Toyota • c 1991 Honda
… аэрокосмической промышленности… Наиболее распространенные примеры применения: • 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 • стойка шасси • крышки топливных систем • крепления несущего винта вертолета • лопатки и облицовка нагнетающего компрессора турбин • гидравлические клапаны систем вертолетов и самолетов
… электронике, приборостроении, радиационной защите Радиационно-защитные материалы 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 • транспортно-упаковочные контейнеры для транспортировки ОТВС • радиационная защита реакторов и комплексов для хранения радиационных материалов рамы, станины, основания точных приборов и высокоскоростных механических систем
Разработаны в НИТУ «МИСиС» в результате выполнения проекта 1.Технологический процесс принудительной пропиткирасплавом (ПППР) алюминиевого сплава пористых заготовок из армирующего компонента предназначен для производства заготовок изалюмоматричныхнанокомпозитов с содержанием армирующей фазы SiC 60 об. %. 2. Технологический процесс, основанный на методе механического легирования (ПОММЛ), предназначен для производстваконсолидированных заготовок из алюмоматричныхнанокомпозитовссодержанием армирующей фазы а) SiC– 20 об. %; б) B4C – 35 об.%
Технологический процесс ПППР Основные этапы: подготовка порошков SiC, механическое легирование, приготовление Al расплава, пропитка порошка, мех.обработка • Изделие - Пластина 60х80х150 АМНК 60% SiC(МГТК.741134.001ТУ) рекомендовано к применению в установках в качестве узлов,, для которыхтребуется 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.
Технологический процесс ПОММЛ Основные этапы: подготовка порошков SiC и АД33, механическое легирование, прессование, мех.обработка • 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
Технологический процесс ПОММЛ Основные этапы: подготовка порошков B4C и АД33, механическое легирование, прессование, мех.обработка • 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.
АМНК Применение продукции проекта Нанокомпозиты будут применяться на предприятиях многих отраслей отечественной промышленности Ульяновская область РОССИЯ Предприятия автомобилестроения Авиастроительные предприятия Предприятия приборостроения Предприятия электронной и электротехнической промышленности Предприятия атомной промышленности Предприятия оборонной промышленности ОАО «Ульяновский моторный завод» ОАО «УАЗ» ОАО «ДААЗ» ОАО «УМЗ 2» (автомобилестроение) ЗАО «Авиастар-СП» (авиастроение) ОАО «Ульяновский механический завод» (оборонная промышленность) ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» ОАО «Утес» ОАО «УКБП» (приборостроение) ОАО «Контактор» (электроника и электротехника) ОАО «ГНЦ НИИАР» (атомная промышленность)