Технология формирования нанокомпозитных минеральные покрытий, предлагаемых НПО «Геоэнергетика» — это принципиально новый продукт на рынке износостойких покрытий.

Целью работы по нанесению покрытий является обеспечение заданных свойств покрытия, минимизирование адгезии между двумя трущимися поверхностями с целью снижения коэффициента трения и исключения массопереноса (налипания) одной поверхности на другую при рабочих давлениях.

Сущность выполняемой работы состоит в использовании природных минералов и формировании при помощи специальной установки покрытий в виде нанослоев с заданными свойствами (антифрикционных, износостойких, противозадирных) на деталях пар трения.

Принцип формирования комбинированных минеральных покрытий состоит во внедрении нанокомпозитных минеральных материалов в кристаллическую решетку металлов.

При совокупности использования нанопорошков до 100 нанометров и воздействия ультразвукового инструмента формируется нанокомпозитная структура поверхности, имеющая упорядоченные по составу и размерности, от 20 до 40 нанометров, свойства, достигается необходимое изменение механических характеристик материала нанокомпозитного покрытия и основного материала детали. Формируется комбинированное минеральное покрытие с заданными триботехническими свойствами и значительным повышением коррозионной стойкости.

Предлагаемая технология — комплексная технология формирования поверхностей пар трения любых механических систем, которые применяются в производстве новых изделий и при ремонтно-восстановительных работах. Она позволяет осуществить защиту от изнашивания детали эксплуатируемых механических систем различного назначения, повышает их ресурс, снижает энергопотребление за счет максимального устранения механических потерь в машинах и механизмах. При изготовлении новых видов техники обеспечиваются минимальные потери на трение и значительное повышение ресурса. Реализация проекта позволит создать покрытия для деталей машин и механизмов, обладающих улучшенными свойствами износостойкости, коррозионной стойкости, повышенными антифрикционными характеристиками.

Описание продукта

Виды минеральных покрытий:

• износостойкое комбинированное минеральное покрытие — выполняется на защитных втулках валов (рубашках) на водяной смазке с наличием абразивных частиц и на деталях, работающих в режиме сухого трения;
• антифрикционное покрытие — выполняется с целью снижения трения и создания противозадирных свойств на валах, штоках, втулках, зубчатых зацеплениях и других деталях, работающих в масле;
• антифрикционное покрытие с повышением коррозионной стойкости — выполняется с целью снижения трения и износа при работе пары трения в агрессивной среде (соляной туман, пар с сероводородом, щелочи и т. д.);
• износостойкие, антифрикционные, минеральные покрытия для титановых сплавов — выполняются с целью снижения трения и износа на рабочих поверхностях деталей пар трения из титана.

Маркетинг продукта

Под аналогами можно рассматривать традиционные существующие технологии, такие как хромирование, хромонитритизация, гальванические методы, которые являются достаточно энергозатратными, экологически вредными, технологически сложными и ограниченными в массо-габаритном диапазоне, не обеспечивают стабильности получения результатов.

Потребительские преимущества перед существующими аналогами заключаются в использовании экологически чистой технологии по сравнению с химико-термической (азотирование, хромонитридизация) и гальванической технологией, т. к. при использовании покрытий с минералами природного происхождения исключаются профзаболевания, характерные для гальванического производства (органов дыхания, кожных заболеваний и т. д.).

Технологические преимущества заключаются в повышении износостойкости, коррозионной стойкости, антифрикционных свойств и в снижении трудоемкости при формировании поверхностного слоя с заданными свойствами по сравнению с аналогами. Происходит сокращение технологического цикла. Так, при замене хромонитридизации и гальванического покрытия, технологический цикл сокращается в 2—3 раза.

Научные преимущества заключаются в использовании новейших достижений в области науки и техники, что подтверждает свидетельство на открытие и диплом № 323, регистрационный номер № 409 от 2 февр. 2007 г., г. Москва, выданный ВМА им. Адмирала Флота Советского Союза Н. Г. Кузнецова, г. Санкт-Петербург.

В течение 3-х лет проводились активные маркетинговые исследования, в ходе которых было выявлено, что аналогичного продукта на территории РФ нет, имеются лишь традиционные технологии.

В качестве покупателей покрытий можно выделить следующие группы:

• предприятия электроэнергетики (около 20%);
• машиностроительные предприятия (около 25%);
• предприятия муниципальной энергетики (водоканалы и теплосети) (около 10%);
• судостроительные и судоремонтные предприятия (около 20%);
• прочие отрасли (около 25%).

Предполагаемый объем платежеспособного рынка — территория РФ и СНГ.

Текущая стадия разработки

Разработка полностью готова к промышленному использованию и уже используется (турбины геотермальной электростанции, детали плавучих атомных электростанций). Одобрено Российским Морским Регистром судоходства РФ.

Дано заключение: «ФГУ «1 ЦНИИ Минообороны России» о применении комбинированных минеральных покрытий в механических узлах, системах и агрегатах кораблей ВМФ.

По разработке продолжаются НИОКР на конкретные покрытия по техническим заданиям заказчика.

Финансовый план

В результате завершения проекта будет внедрено массовое использование комбинированных нанокомпозитных минеральных покрытий для предприятий энергетики, машиностроения, судостроения.

Завершение проекта планируется в 2013 году. Требуется объем инвестиций — 30 млн. руб.

Инвестируемые средства необходимы для:

• нанесения покрытий;
• электроискрового легирования;
• ультразвуковой обработки;
• контрольно-измерительных приборов (твердомеры, микротвердомеры, профилометры и другое необходимое оборудование).

Предварительно предполагается получение прибыли в размере 250 млн. руб.

Права интеллектуальной собственности

Имеется патент на полезную модель: № 84280 «Установка для нанесения комбинированного минерального покрытия» в соответствии с заявкой № 2009105223 от 17 февраля 2009 г.

Подана заявка на изобретение № 2009142259 «Способ формирования комбинированных минеральных поверхностных слоев деталей, защищающих деталь от воздействия агрессивных сред, и с заданными триботехническими характеристиками» от 18.11.2009 г.