Раздел 8. Промышленное производство, материалы и транспорт
8.10 Алюминиево-кремниевые сплавы с наноструктурным эвтектическим кремнием
Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо
ГНУ «Институт технологии металлов НАН Беларуси»
212030, г. Могилев, ул. Бялыницкого-Бирули, 11
Аннотация проекта
Заготовки алюминиево-кремниевых сплавов с наноструктурным эвтектическим кремнием имеют инвертированную микроструктуру с аномально высокой пластичностью и износостойкостью при фрикционном трении. Эти сплавы являются антифрикционными, деформируемыми и обладают высокими механическими свойствами.
Описание проекта
В ГНУ «Институт технологии метолов НАН Беларуси» разработана технология получения отливок диаметром 40 - 150 мм и высотой до 300 мм из силуминов с наноструктурным эвтектическим кремнием. Новая технология основана на методе литья закалочным затвердеванием. В полученных отливках эвтектический кремний имеет глобулярную форму и дисперсность до 200 нм. Новая технология основана на методе литья закалочным затвердеванием. В полученных отливках эвтектический кремний имеет глобулярную форму и дисперсность до 200 нм. При этом механические свойства опытных заготовок, по сравнению с аналогичными, но полученными по обычной технологии с применением модификаторов, возрастали на 40-70%. Износостойкость отливок из силуминов АК12 и АК18 с наноструктурным эвтектическим кремнием при сухом трении о стальную пластину превосходила износостойкость антифрикционной бронзы боле чем в 30 раз.
Кроме этого, установлено, что при добавлении отливок с наноструктурным эвтектическим кремнием в шихту в количестве 20% - сохраняется наследственность модифицированной микроструктуры заготовки более 2-х часов.
По новой технологии из заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава с наноструктурным кремнием были изготовлены колеса червячных редукторов и поршни двигателей внутреннего сгорания. Испытания показали, что по сравнению с аналогичными изделиями полученных по обычной технологии, ресурс опытных поршней – увеличился в 3 раза. Ресурс опытных червячных колес, установленных в редуктора шлифовально-полировальных станков, превзошел аналогичные из бронзы БрАЖ9-4 – в 6 раз.
Отливки из силуминов АК6-АК12 с наноструктурным кремнием обладают аномальной пластичностью, поэтому их можно подвергать штамповке с целью получения втулок различного назначения.
Тип технологии
Технические и экономические преимущества
Значительное повышение механических и антифрикционных свойств заготовок из силуминов. Замена дорогостоящих и тяжелых деталей из бронз и сталей на аналогичные, более дешевые и легкие детали из силуминов с наноструктурным эвтектическим кремнием. Значительное повышение ресурса работы поршней ДВС.
Инновационные аспекты предложения
Новизной является инвертированная наноструктура силумина. Она обеспечивает отливкам аномальные пластичность и износостойкость при фрикционном трении.
Где была представлена технология
Технология была представлена на Петербургской выставке HI-TECH в 2007 году (удостоена серебреной медали), IX Международном научно-техническом конгрессе термистов и металловедов в г. Харькове (Украина), VII Международном научно-техническом симпозиуме в г. Самара (Россия) в 2008 г. и международных научно-технических конференциях БелОЛиМа в 2006-2008 г.г.
Ключевые слова
Силумин, наноструктурный эвтектический кремний, антифрикционность, литье закалочным затвердеванием, поршни двс, штамповка, пластичность.
Текущая стадия развития
Статус прав интеллектуальной собственности
Область применения технологии
Машиностроение, приборостроение, авиакосмическая, промышленность.
Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC
Предпочитаемые регионы
Практический опыт
Из силумина с наноструктурным эвтектическим кремнием изготавливаются и поставляются на РУП «Завод Оптик» (г. Лида) заготовки червячных колес шлифовально-полировальных станков. Ресурс работы этих колес в 6 раз выше, чем аналогичных из бронзы БрАЖ9-4.
Влияние на окружающую среду
Не оказывает.
Предлагаемые формы сотрудничества
Условия и ограничения при передаче технологии
В соответствии с договором.
Поддержка, предоставляемая при передаче технологии