Разработка экономно легированных медных сплавов и технологии получения высокопрочных проводов для контактной сети высокоскоростного железнодорожного транспорта

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.575.21.0135

Руководитель: д.ф-м.н., Р.О. Кайбышев

Приоритетное направление: Транспортные и космические системы (ТС)

Критическая технология: Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта

Период выполнения: 26.09.2017 - 30.06.2019

Плановое финансирование проекта: 28.00 млн. руб.

• Бюджетные средства 14.00 млн. руб.,
• Внебюджетные средства 14.00 млн. руб.

Исполнитель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет"

Индустриальный партнер: Акционерное общество "Цветлит"

Ключевые слова: Сu-Mg сплав, вторичная медь, интенсивная пластическая деформация, равноканальная угловая прокатка методом «Conform», субмикрокристаллическая структура, наноструктура, электропроводность, механические свойства, термическая стойкость, контактный провод, высокоскоростной железнодорожный транспорт

Основные результаты проекта

Основными результатами, полученными при выполнении первого этапа работ Соглашения № 14.575.21.0135 за бюджетные средства, являются:

• Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ;
• Проведено обоснование и выбор направления исследований в рамках ПНИ;
• Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;
• Разработаны физических моделей для получения исходных данных для подбора оптимального химического состава двух низколегированных медных сплавов на основе Cu-0,25%Mg и выплавленного из вторичного металла, оптимальных параметров их термомеханической обработки (ТМО) для изготовления высокопрочного провода, для оценки его долговечности при эксплуатации контактной сети высокоскоростного железнодорожного транспорта;
• Проведен расчет и анализ характеристик твердости, прочности, пластичности, скорости износа, электропроводности и термической стойкости контактного провода;
• Разработаны требования к характеристикам твердости, прочности, пластичности, скорости износа, электропроводности и термической стойкости высокопрочного контактного провода для высокоскоростного железнодорожного транспорта из разрабатываемых низколегированных медных сплавов, производимого по разрабатываемой технологии;
• Разработаны Программа и методики исследовательских испытаний по определению микроструктуры и фазового состава низколегированных медных сплавов;
• Разработаны Программа и методики исследовательских испытаний по определению твердости, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения, скорости износа, электропроводности, термической стойкости низколегированных медных сплавов;
• Смоделирован химический состав сплава Cu-0,25%Mg, подготовлено техническое задание на отливку сплава.
• Изготовлены образцы низколегированного медного сплава на основе Cu-0,25%Mg.

Основными результатами, полученными при выполнении первого этапа работ Соглашения № 14.575.21.0135 за внебюджетные средства, являются:

• Разработана эскизная конструкторская документация для изготовления оснастки установки равноканальной угловой прокатки методом «Conform» (РКУП-Conform) необходимых геометрических размеров;
• Изготовлена оснастка для установки РКУП-Conform необходимых геометрических размеров;
• Исследован фазовый состав разработанных низколегированных медных сплавов в состоянии поставки;
• Исследован фазовый состав разработанных низколегированных медных сплавов после предварительной термообработки;
• Проведены механические испытания на растяжение, твердость, электропроводность и скорость износа образцов из разработанных низколегированных медных сплавов после предварительной термообработки (ТО);
• Разработан лабораторный регламент технологического процесса ТО разработанных низколегированных медных сплавов;
• Проведена подготовка к проведению испытаний по пункту 2.18, 2.19, 2.21, 2.22, 2.24 календарного плана образцов медных сплавов, в части приобретения расходных материалов, технологического и контрольно-измерительного оборудования;
• Проведены расчёты и составлена шихта для низколегированного медного сплава вторичной переработки. Подготовлено техническое задание на отливку медного сплава, выплавленного из вторичных металлов;
• Проведены исследовательские испытания по определению твердости, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения, скорости износа, электропроводности, термической стойкости разработанных низколегированных медных сплавов в состоянии поставки;
• Изготовлены лабораторные образцы низколегированных медных сплавов, подвергнутых предварительной ТО;
• Изготовлены образцы низколегированного медного сплава, выплавленного из вторичного металла.

Основные характеристики полученных результатов продукции

• низколегированный медный сплав на основе системе Cu-Mg и сплав, выплавленный из вторичных металлов.
• возможность использования экспериментальных образцов низколегированных медных сплавов для разработки технологии производства контактного провода строительной длины методом интенсивной пластической деформации для электросети высокоскоростного железнодорожного транспорта.

Оценка элементов новизны научных решений, применявших методик и решений.

• разработаны новые перспективные сплавы: низколегированный медный сплав на основе системы Cu –Mg и низколегированный медный сплав, выплавленный из вторичных металлов;
• полученные в ходе выполнения работ результаты по низколегированному медному сплаву, выплавленному из вторичных металлов, на сегодняшний день не имеют аналогов в мире.
• для проведения интенсивной пластической деформации разработана и изготовлена уникальная оснастка для установки РКУП-«Conform».

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Изобретение заявка №2017146225 от 27.12.2017 по теме "Высокопрочный медный сплав", РФ.

Секреты производства (ноу-хау) № 250, распоряжение о введении режима коммерческой тайны № 886-РУ/01-02 от 29.12.2017 по теме «Медный сплав из металла вторичной переработки».

Назначение и область применения результатов проекта

Полученные в ходе выполнения работ первого этапа в рамках ПНИ результаты предназначены для создания производства контактного провода строительной длины методом интенсивной пластической деформации для электросети высокоскоростного железнодорожного транспорта.

Контактная информация:  Морозова Анна Игоревна, м.н.с. НИЛ механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов НИУ "БелГУ"
Резюме проекта, полученные результаты:    Загрузить