Нано-технологии по производству пружин

     Кишинёвский Транспортный Колледж 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Реферат

     по  дисциплине:

     «Технология металлов»

     на  тему:

     «Нано-технологии по производству пружин» 
 
 
 
 
 

     Выполнил студент

     группы DC-107 Lrk,

     специальности "Компьютерная

     диагностика автомобилей"

     Франгу  Дмитрий  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Кишинев, 2010

     Нанотехнологии  в современном  мире

     Все в нашем мире движется, и человеческое сознание постоянно стремится познать  строение мира. На сегодняшний день уже известно, что кирпичиками  всего земного являются мельчайшие атомы. Сегодня все накопленные знания и опыт относительно «маленького мира» объединили в новое направление в науке, которое нарекли «нанотехнологей». И действительно, это преобразование напрашивалось само собой. Компактность, технологичность и экономичность выходят на первый план. Нанометр - это миллиардная часть метра. Наночастица в тысячу раз меньше микроба. 

     Нанотехнологии предрекают большое будущее. Ее применение будет иметь решающее значение во многих аспектах промышленности и хозяйственной деятельности человека.

     В мире нет на сегодняшний день стандарта, что такое нанотехнологии, что  такое нанопродукция.

     Среди подходов к определению понятия «нанотехнологии» имеются следующие:

     1. В Техническом комитете ISO/ТК 229 под нанотехнологиями подразумевается следующее:[2]

• знание и управление процессами, как правило, в масштабе 1 нм, но не исключающее масштаб менее 100 нм, в одном или более измерениях, когда ввод в действие размерного эффекта (явления) приводит к возможности новых применений;
• использование свойств объектов и материалов в нанометровом масштабе, которые отличаются от свойств свободных атомов или молекул, а также от объемных свойств вещества, состоящего из этих атомов или молекул, для создания более совершенных материалов, приборов, систем, реализующих эти свойства.

     2. Согласно «Концепции развития  в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года» (2004 г.) нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

     Нанотехнологии  качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса), квантовые эффекты.

     Нанотехнология  и в особенности молекулярная технология — новые, очень мало исследованные дисциплины. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям. 

     Из  истории нанотехноологий  по производству пружин 

      В начале 60-х годов в России выпускник Ижевского механического института Олег Шаврин приступил к научным исследованиям в области повышения прочности конструкционных материалов и изделий из них. В дальнейшем молодой учёный открыл для себя метод высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО). Полученные результаты исследований легли в основу разработанной Олегом Ивановичем теории управления эксплуатационной надёжностью и долговечностью деталей машин технологическими методами. Свою теорию Шаврин подкрепил на практике. В ходе научных работ было начато производство валков станов холодной прокатки, а впоследствии высокопрочной пружинной проволоки и пружин. Причём характеристики качества этой продукции всегда были выше зарубежных стандартов.

     Все экспериментальные работы подтверждали, что применение данной технологии дает высокий упрочняющий эффект, который обусловливался получением в сталях сверхмелкой (супердисперсной) структуры. Только тогда это не называлось «нано».

     А когда начался бум — нанотехнологии, наноиндустрия! — ученый, используя электронный микроскоп, провел исследования структуры стали, обработанной данными методами, и увидел, что имеет дело с наноразмерной структурой.

 

      Особенности нанотехнологии в производстве пружин

     В основу нанотехнологий в производстве пружин лег процесс специальной  обработки материала — получение наноразмерных структур в стали. Реализуется это на базе модификации метода ВТМО и получило у авторов название «малодеформационная ВТМО».

     При исследовании технологии малодеформационной ВТМО, одним из вариантов реализации которой является производство сверхвысокопрочных пружин, учеными было обнаружено, что в материале пружин можно получить весь диапазон размерности структуры. При этом, если размеры структуры 100 нм и менее, пружина приобретает высочайшие прочностные характеристики. Отсюда и термин «сверхвысокопрочные».

     При размере субструктуры больше 100 нм прочность несколько ниже, но все равно значительно превышает прочность пружин, полученных по обычной технологии.

     Несколько лет разработчики изготавливали такие пружины малыми партиями для различных потребителей. Затем встал вопрос о создании серьезного производства.

     Осенью 2009 г. был запущен проект «Сверхвысокопрочные  пружины. Создание массового производства сверхвысокопрочных пружин».  

     Цель  проекта

     Производство  пружин с увеличенным в несколько  раз сроком службы, повышенным уровнем допустимых напряжений не менее чем в 2 раза, исключением их осадки и соударения витков, а также повышенной работоспособностью в условиях низких температур. 

     Участники проекта

• ГК РОСНАНО
• ОАО «Ижевский машиностроительный завод»
• ООО «НПЦ «Пружина»
• БАНК УРАЛСИБ (финансовый соинвестор)

 

     Финансирование  проекта

     Общая стоимость проекта — 1,1 млрд. рублей. 

     РОСНАНО

280 млн. рублей; 

     ОАО «Ижевский машиностроительный завод»

168 млн. рублей; 

     БАНК  УРАЛСИБ

112 млн. рублей; 

     Кроме того, РОСНАНО предоставит проектной компании заем на сумму до 550 млн. руб. под залог недвижимости и оборудования.

     Этапы реализации

2009 год

Структурирование  сделки

2010 год

Запуск опытного производства, начало серийного выпуска

2011 год

Начало массового  производства пружин 

     Ход реализации проекта

сентябрь 2009 года

Наблюдательный  совет РОСНАНО одобрил участие  корпорации в проекте.

ноябрь 2009 года

Госкорпорация РОСНАНО получила разрешение Федеральной  антимонопольной службы (ФАС) на приобретение активов ООО «Научно-производственный центр «Пружина» (49,99% уставного капитала). 

     Производство

     Предполагается, что проект будет выполнен в три  этапа — опытного, серийного и массового производства в течение 5 лет с момента запуска и будет реализован на базе ООО «НПЦ «Пружина», контролируемого ОАО «Ижевский машиностроительный завод».

     В основе новой технологии лежит операция горячей навивки пружины при  оптимальном сочетании температуры  нагрева, степени деформации при  навивке, схемы и режима охлаждения-закалки  последовательно каждого витка навиваемой пружины. В результате этих операций формируются наноразмерные субструктуры, обеспечивающие высокие прочностные характеристики изделий. 

     Продукция

     Основными точками применения продукции проекта  станут железнодорожный транспорт (вагонные и локомотивные тележки), энергетика, подвески автомобилей и сельскохозяйственной техники, лифтовые системы.

     «Только на железнодорожном транспорте применение новых пружин позволит значительно  сократить затраты на ремонт и  эксплуатацию подвижного состава и  повысить объемы грузоперевозок за счет увеличения нагрузки на вагонную ось. По оценкам, эффект от полного перевода вагонного парка (1 млн. вагонов) на новые пружины может составить примерно 4,0 млрд. рублей», — подчеркивает важность проекта для экономики страны управляющий директор РОСНАНО Константин Деметриу.

     ОАО «Ижмаш» — крупнейшее многопрофильное машиностроительное предприятие — разрабатывает, производит и совершенствует продукцию гражданского и военного назначения широкой номенклатуры.

     БАНК УРАЛСИБ (www.bankuralsib.ru) входит в десятку крупнейших российских банков, предоставляет своим розничным и корпоративным клиентам широкий спектр банковских продуктов и услуг. БАНК УРАЛСИБ является основным активом Финансовой корпорации «УРАЛСИБ». Банку присвоены рейтинги международных рейтинговых агентств: «В+» Fitch Ratings, «В+» Standard&Poor’s и «Ва3» Moody’s Investors Service. Согласно рейтингам РБК по итогам 2008 г. БАНК УРАЛСИБ занимает 1 место на рынке кредитования малого и среднего бизнеса, входит в «пятерку» российских банков - лидеров по размеру филиальной сети и количеству собственных банкоматов. Банк занимает 4 место по ипотечному кредитованию и количеству выданных пластиковых карт, стабильно сохраняет ведущие позиции в топ-10 банков по выданным автокредитам, корпоративным и розничным кредитам и депозитам.