О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ НАУКИ С ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

1. О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ НАУКИ С ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ НИКИТИН ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ – заведующий кафедрой СамГТУ, д.т.н., профессор, председатель правления СО РАЛ, председатель комитета цветного литья РАЛ V всероссийское совещание «Взаимодействие науки и литейно-металлургического производства» 24-25 апреля 2013 г. Самара

2. Структура доклада • О состоянии машиностроения в России. • О роли литья в промышленности. • О состоянии науки и литейного производства в Самарской области. Подготовка кадров. • Предложения и проекты в Программу развития литейной отрасли. • Заключение.

3. 1. О состоянии машиностроения в России Машиностроение – технологическое ядро промышленности любой страны. Экспорт из России машиностроительной продукции крайне мал – до 10%. Самые отстающие отрасли – авиация и общее машиностроение. Технологии в ОПК устарели (~75%). Инноваций в крупных госкомпаниях крайне мало – практически, отсутствуют. В промышленности России – 70% сырьевой экономики и меньше 30% приходится на переработку (переделы).

4. Литейное производство до 70% Металлургия черных и цветных металлов Горная отрасль Отрасли промышленности Заготовительные производства 100% МАШИНОСТРОЕНИЕ Автомобили, тракторы, станки, самолеты, ракеты, танки, прокатные станы, прессы, литейные машины и т.д. ВВП России 2. О роли литья в промышленности Что такое литье? Литейное производство? Кратко: Это основное заготовительное производство машиностроения! Это важная основа машиностроения! Развитие машиностроения во многом зависит от состояния (наука, технология, кадры) литейной отрасли (рис. 1)

5. Мировое сообщество признает: • Литье позволило человеку производить машины, поезда, самолеты и т.д. • Литье остается базовой основополагающей отраслью, необходимой для производства любых машин. • Общество не может развиваться быстрыми темпами без силы, изобретательности и выносливости литейщика. • С давних (доисторических) пор литейщики были и будут уважаемыми и нужными людьми (ремесленниками) в любом обществе.

6. Пример 1. Разберите любую машину на части: • Доля литых деталей – до 40-70% по массе. • Стоимость литых деталей – до 20% стоимости машины. • Число литых деталей в самолете – до 7 тыс. • Число литых деталей в автомобиле – до 300. Наиболее перспективные отрасли потребляющие литейную продукцию (сплавы, слитки, отливки): • автомобилестроение; • аэрокосмическая техника; • станкостроение и др.

7. Пример 2. Развитие литья в авиастроении СССР: Была четкая динамика роста объемов литья в различных отраслях авиастроения. Однако, уже в те годы были проблемные вопросы: • недостаточные объемы литья в самолетостроении; • отсутствие современных способов литья (ЛНД, ЛПД, ЛВ и др.).

8. Пример 3. Применение легких сплавов в мировом автомобилестроении. • Рост легких сплавов (алюминиевых, магниевых) – «алюминиевые автомобили» (до 200 кг и >) (рис. 2). • Замена стали на алюминиевые сплавы в “Nissan” позволила снизить вес автомобиля на 45%. • Широкое применение рециклируемых алюминиевых сплавов – до 80-85% от общего объема. 1 – 31 – детали из Al-сплавов

9. Положение литейной отрасли в России. Основное – в докладе президента РАЛ Диброва И.А. Некоторые дополнения: • системный спад выпуска литья; • экспорт цветных металлов и сплавов (до 80%) в виде чушек, т.е. реализуется в основном сырьевой сценарий; • крайне малая доля АЛС в автомобилях АВТОВАЗа – на уровне 80 гг. XX века (35-40 кг); • острые проблемы с наукой, технологиями и кадрами; • массовый брак при литье ответственных отливок («РЖД винят литейщиков в крушениях», «Известия», 22.03.13 г.). Резюме: Литье в России, как и машиностроение, находятся в тяжелом кризисе. Литье, как заготовительное производство, находится в наиболее униженном состоянии.

10. 3. О состоянии науки и литейного производства в самарской области. подготовка кадров. 3.1. О состоянии науки. В 70 – 90 гг. в Куйбышеве (Самаре) работали крупные филиалы ведущих НИИ СССР: ВИАМ, НИАТ, НИИД, АВИТИ. Существовало реальное сотрудничество с головными НИИ: ВИЛС, ВАМИ, оборонные НИИ (разные п/я). В научных работах принимали участие крупные ученые СССР: Фридляндер И.Н., Добаткин В.И., Макаров Г.С., Белоусов Н.Н., Постников Н.С., Напалков В.И. и др. В филиалах отраслевых НИИ и на предприятиях работали известные Самарские ученые-металлурги и литейщики: Гецелев З.Н. (д.т.н.), Рутман М.М. (к.т.н.), Коврижных Н.И. (к.т.н.), Балахонцев Г.А. (к.т.н.), Черепок Г.В.(к.т.н.), Шадрин Г.Г. (к.т.н.), Рева И.Л. (к.т.н.), Гришин В.М. (к.т.н.), Назарцев Н.И. (к.т.н.), Ивашкевич А.Г. и др.

11. В результате системного сотрудничества «Предприятия – НИИ – Вузы» создавались уникальные технологии: • литье Al-слитков в ЭМК; • фильтрация больших объемов Al-расплавов; • литье монокристаллических лопаток; • получение высокопрочных силуминов; • литье крупногабаритных отливок по ВМ и в керамические формы; • литье погружением (ЛП); • технологии генной инженерии (ТГИ). Сегоднявсе НИИ, имеющие литейно-металлургические направления, ПРИВАТИЗИРОВАНЫ и уничтожены! Отраслевой литейной науки в регионе НЕТ! Ее нет и в России!

12. Рис. 3. Сегодня научная деятельность сконцентрирована в основном на кафедре «Литейные и высокоэффективные технологии» (ЛиВТ) и Центре литейных технологий (ЦЛТ). Литейная кафедра СамГТУ – это «центр кристаллизации» будущей отраслевой науки в регионе. Литейная кафедра – единственная в Среднем Поволжье (Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская). В последние годы кафедра резко увеличила свой потенциал: в 2004 г. создан уникальный ЦЛТ (рис. 3).

13. разрабатывает приоритетные научные направления (ЯСН и ТГИ, СВС, переработка Al-шлаков, получение металлических и керамических композитов и др.); • проводит развернутый технологический аудит предприятий (Тула, Вольск, Тольятти); • ежегодно выполняет НИР на 2,0-2,5 млн. руб. по различным тематикам: фундаментальные исследования, разработка технологий, моделирование процессов, выпуск малотоннажной продукции (лигатуры, припои, модификаторы); • Наиболее плодотворно выполняет НИР с ОАО «АВТОВАЗ» (х/д работы, участие в долгосрочных программах).

14. 3.2. О состоянии литейного производства. Самарская область имела и имеет многие преимущества: географическое, энергетическое, транспортное, промышленное, наличие интеллектуальных кадров. В XX веке в области развивалось: • литье слитков (до 400 тыс. т/год); • автомобильное, авиационное литье; для станкостроения и многое другое! Общий объем литья составлял >> 600 тыс. т.

15. В начале XXI века (экспертная оценка): • Закрылись многие литейные производства – ЗиМ, Экран, Рейд, ССЗ и др. • Резко сократили производство – Авиакор, ЗиТ, Моторостроитель (КУЗНЕЦОВ), Салют, ВЦМ, Тяжмаш и др. • Действует около 100 крупных, средних и мелких предприятий. • Предприятия производят разную продукцию – отливки, слитки, сплавы, литые детали. • Предприятия расположены в области крайне неравномерно – Самара (>35), Тольятти (>10), Сызрань (4), Чапаевск (3), Нефтегорск (2) и др. • Многие МП находятся в «тени»; многие – банкротятся из-за отсутствия какой-либо поддержки от власти.

16. Основные производители («локомотивы» промышленности области): • Отливки – АВТОВАЗ (Al-литье – 35 – 36 тыс. т., чугуны – 115 тыс. т., ремонтное литье ~ 2 – 3 тыс. т.); • Al-слитки – Алкоа СМЗ (~ 200 – 220 тыс. т.). Специфичные производства: • непрерывное литье Cu-катанки и деформация (РОССКАТ); • переработка первичных Al-шлаков и производство чушковых сплавов (РУСАЛ-РЕСАЛ); • горячее цинкование рулонной стали и металлоконструкций через расплав цинка(Продмаш, Резервуарный завод).

17. Существующие проблемы: На предприятиях применяют: устаревшие способы литья (песчаные формы); традиционные специальные способы литья (ЛК, ЛПД, ЦЛ, ЛВМ, ЛГМ, полунепрерывное литье, литье с направленной кристаллизацией). Отсутствуют инновационные технологии и оборудование: ЛНД, ЛКД, тиксолитье, литье погружением, технологии генной инженерии, получение пеносплавов, композитов, модификаторов и др. Наиболее устаревшие технологии - на предприятиях аэрокосмического кластера (на уровне 70-80 гг. XX века). Острая нехватка современных кадров. Общий объем литья в 2010 г. составлял ~300-350 тыс. т.

18. 3.3. Подготовка кадров. Существующие проблемы: • На предприятиях уже нет «старых» кадров (рабочих, ИТР) – нет преемственности. • Низкая квалификация рабочих кадров – нет специализированных училищ (колледжей). • Отсутствует социальная поддержка молодых специалистов – нет общежитий, низкая зарплата, не проводится переподготовка. • Молодые специалисты уходят в более «легкие» отрасли. • Отсутствует система целевого распределения молодых специалистов.

19. Основной «поставщик» ИТР – литейная кафедра СамГТУ. Кафедра проводит большую работу по подготовке кадров: • Подготовка бакалавров и инженеров по трем специальностям – • 150104 – Литейное производство черных и цветных металлов; • 150204 – Машины и технология литейного производства; • 150206 – Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки. • Подготовка специалистов высшей квалификации (к.т.н.). Результат – многие предприятия сегодня обеспечены квалифицированными специалистами (АВТОВАЗ, Прогресс, СМЗ, Кузнецов, Вершина, СамЛит и др.). Однако имеются проблемы и на кафедре: • низкие зарплаты преподавателей; • молодые кадры также уходят; • мало нового оборудования в лабораториях. Такая ситуация на всех кафедрах России!!! Резюме: Нужна отдельная Программа по подготовке кадров или развернутая Подпрограмма в общей Программе.

20. 4. предложения и проекты в программу развития литейной отрасли Предыстория идеи создания Программы (рис. 4). 1 2 3 4 Письмо Никитина В.И. губернатору. Август, 2012 Встреча специалистов Минпромтех с Никитиным В.И. Октябрь, 2012 Предложение министра Безрукова С.А. на формирование Программы. Октябрь, 2012 Совещание членов СО РАЛ. Сбор проектов. Ноябрь-декабрь, 2012 7 6 5 Проведение V совещания «ВНиЛМП». 24.04.2013 Подготовка и рассылка писем участникам проектов и на предприятия. Март-апрель, 2013 Формирование секции НТС Минпромтех. Январь-апрель, 2013 Формирование Программы по развитию литейного производства на период 2014-2020 гг. май-октябрь, 2013 г.

21. 4.1. Структура предлагаемой Программы. Участники: Предприятия – 13-15 ВУЗы – 10 НИИ – 1 Общественные организации - 2

22. 4.2. Проекты СамГТУ - СО РАЛ. Подпрограмма 1: • Разработка методики проведения технологического аудита (ТА). • Разработка планов ТА для разных предприятий. • Проведение ТА для предприятий-участников Программы. Всего ~ 5-6 проектов. Подпрограмма 2: • Технологии комплексного рециклирования солевых алюминиевых шлаков. • Технологии получения наноструктурированных металлических модификаторов. • Технологии генной инженерии в цветных и черных сплавах. • Разработка концепции подъема технологий алюминиевого литья до уровня 6-го уклада. • Технологии применения процессов СВС для получения литых композитов. • Технологии плазменной сварки сталей и цветных сплавов. • Создание предприятия по выпуску уникальной наукоемкой продукции. Всего ~ 7-9 проектов

23. Подпрограмма 3: • Развитие Центра литейных технологий в СамГТУ. • Повышение квалификации преподавательских и научных кадров кафедры ЛВТ СамГТУ. • Увеличение количества бюджетных мест до 20-25 чел. по направлениям кафедры - Машиностроение (2 профиля), Металлургия (1 профиль). • Создание музея истории металлургии и литья на базе кафедры ЛВТ СамГТУ. Всего ~ 5 проектов.

24. 4.3. Основные Проекты других ВУЗов. • Проекты МАТИ (г. Москва): • создание современного производства литья Ti-сплавов; • создание современного производства литья Mg-сплавов; • создание современного производства литья жаропрочных сплавов. • Проекты ВлГУ (г. Владимир): • разработка технологии получения АМКС (совместно с СамГТУ); • разработка технологии литья Mg-сплавов повышенной чистоты; • разработка технологии литья магнитных сплавов. • Проект УрФУ (г. Екатеринбург): • демпферы из пористого литого Al (совместно с СамГТУ).

25. Проекты ФТИМС (г. Киев): • внедрение технологий вакуумно-плазменной обработки жидких сплавов (совместно с СамГТУ); • внедрение технологий плазменно-индукционной плавки (совместно с СамГТУ). • Проект СПбГПУ (г. Санкт-Петербург): • применение УЗО при получении наноструктурных АМКС (совместно с СамГТУ). • Проект УГАТУ (г. Уфа): • внедрение технологий быстрого прототипирования (совместно с СамГТУ).

26. Проект ТТУ (г. Душанбе) : • внедрение технологий получения и применения акустодемпфирующихAl-сплавов (совместно с СамГТУ). • Проект СГАУ (г. Самара) : • разработка технологии МИО Al-расплавов. • Проект СО РАЛ (г. Самара) : • разработка мероприятий по повышению экологической безопасности в литейно-металлургическом производстве. • Проект СГАУ, ОАО «КУЗНЕЦОВ», ВИАМ, СамГТУ (гг. Самара, Москва): • организация отраслевой научной лаборатории на предприятии ОАО «КУЗНЕЦОВ». Всего ~15 проектов.

27. 4.4. Подпрограмма 4 – создание новых производств и рабочих мест. • Проекты «ТЛМЗ-АКРОН» (г. Тольятти) : • организация производства чугунного литья (~200 рабочих мест); • организация производства катодной Cu (~200 рабочих мест ). • Проекты (2) ЗАО «АЛМЕТ» (г. Самара) : • организация новых литейных производств по цветным сплавам (~300 рабочих мест ). • Проект ОАО «Волгоцеммаш» (г. Тольятти) : • реконструкция производства непрерывной разливки стальных слитков. • Проекты (4) ООО ПКФ «Вершина» (совместно с СамГТУ): • литье по ВМ; изготовление литейной оснастки; производство наноструктурированных модификаторов; художественное литье. Проектов ~ 9; рабочих мест ~ 600 чел.

28. 4.5. Подпрограмма 5 - Расширение производства. Совершенствование технологии. • Проекты и предложения (12) ОАО «КУЗНЕЦОВ»: • разработка технологии объемного модифицирования Ni-сплавов при ЛВМ; • внедрение технологии ЛП и ЛНД (совместно СамГТУ - СО РАЛ); • внедрение компьютерных программ (совместно с СамГТУ). • Проекты ОАО «Салют» (г. Самара): • внедрение технологии ЛП (совместно СамГТУ - СО РАЛ); • внедрение технологии ХТС и регенерации. • Проект ОАО ОАО «АВТОВАЗ» (совместно с СамГТУ): • разработка технологии литья блока цилиндров из АЛС; • производство и поставки вторичных АЛС с предприятий Самарской области; • внедрение компьютерных программ; • сокращение металлургических потерь и рециклинг шлаков; • разработка технологии вспененного АЛС (совместно с УрФУ).

29. Проект ООО «СамЛит» (совместно с СамГТУ): • внедрение технологии чугунного литья по ГМ. • Проект ООО «Самарский завод технического литья»(г. Самара) : • модернизация оборудования и технологии стального литья. • Проект ОАО «Гидроавтоматика» (г. Самара) : • организация участка стального литья по ВМ. По Подпрограмме 5 ожидается создание 50-60 рабочих мест. Общее число рабочих мест ~ 700-750 чел. Многие предприятия еще не выразили свое отношение к Программе (Авиакор, Металлист-Самара, Алкоа-СМЗ и др.). Резюме: Имеется пакет инновационных проектов. Необходима специальная Программа.

30. 5. заключение • Уровень литейных технологий на всех предприятиях – вчерашний день! • Уничтожены все НИИ в литейной отрасли. • Литейная отрасль – в стадии стагнации (наука, оборудование, кадры, объемы производств). • Региональные и федеральные правительства – не решают проблемы заготовительного производства. • В Самарской области еще сохранились литейные мощности и кадры – АВТОВАЗ, КУЗНЕЦОВ, СамЛит и др. • Научная работа, подготовка кадров обеспечивается литейной кафедрой СамГТУ и членами СО РАЛ. • С целью координации действий по развитию литейной отрасли при НТС Минпромтех Самарской области создана секция «Инновационные технологии литейно-металлургических производств (сегодня состоится 1-ое заседание). • Состав секции – 12 человек (нужны еще кандидатуры); руководитель секции – Никитин В.И.

31. При разработке проектов следует учитывать идею Технологической платформы «Материалы и технологии металлургии» (Каблов, ВИАМ, 2010 г.). • Представленные проекты предлагается взять за основу региональной Программы «Развитие литейно-металлургического производства в Самарской области на период 2014-2020 гг. • Необходимо объединить усилия государства, науки и бизнеса при выработке приоритетов долгосрочного научно-технологического развития литейной отрасли и машиностроения. От лозунгов и слабых дискуссий → к разработкам и внедрению отечественных инновационных технологий! БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!