Реестр инновационных продуктов, технологий и услуг,рекомендованных к использованию в Российской Федерации
Продукт Номер в реестре: 50
Сверхпрочные наноструктурированные пружины 
В основу производства Сверхпрочных наноструктурированных пружин положена технология контролируемого формирования наносубструктур в материале
Цена:договорная
Ключевые слова:НаноматериалыМеталлургия
Производитель:ООО "НПЦ "Пружина"
Подробное описание
участник РИП

В основу производства Сверхпрочных наноструктурированных пружин положена технология контролируемого формирования наносубструктур в материале. Именно это позволяет использовать стандартные пружинные стали и получать пружины с уникальными характеристиками. Характеристики получаемых изделий улучшаются за счет создания равномерной однородной структуры стали. Средний размер субструктурного элемента ферритной матрицы составляет 20-40 нм.

Технические характеристики

Цилиндрические сверхпрочные пружины сжатия длиной до 1600 мм и с диаметром прутка от 10 до 70 мм. В этот диапазон попадают практически все пружины для железнодорожного транспорта, автомобилей, сельхозтехники, спецтехники, нефте- и газопроводов. Основным материалом для изготовления пружин служат высокоуглеродистые и легированные стали. Пружинная сталь соответствует  ГОСТ 14959 или аналогичным мировым стандартам.

Сверхпрочные пружины, произведенные методом горячей навивки с технологией контролируемого формирования наносубструктур в материале,  отличаются значительно большим сроком службы. Пружины, произведенные по технологии, формирующей в материале наноразмерную структуру, не имеют осадки в процессе эксплуатации, сохраняют постоянство межвиткового зазора, исключая соударение витков, работают без разрушения при повышенных на 30-40 % нагрузках.

Потребительские свойства

Пружины, выпускаемые ООО «НПЦ «Пружина», обладают повышенными показателями прочности, долговечности и геометрической точности, которые достигаются за счет применения уникальной технологии их изготовления, не имеющей аналогов в мире.

Сверхпрочные пружины, произведенные методом горячей навивки с технологией контролируемого формирования наносубструктур в материале,  отличаются значительно большим сроком службы. Пружины, произведенные по технологии, формирующей в материале наноразмерную структуру, не имеют осадки в процессе эксплуатации, сохраняют постоянство межвиткового зазора, исключая соударение витков, работают без разрушения при повышенных на 30-40 % нагрузках. В частности, для железнодорожного транспорта, сверхпрочные  пружины рассчитаны на весь срок службы вагона — 32 года. Обычные пружины за этот же период в среднем меняют 3 раза. Стоимость владения одного вагонокомплекта сверхпрочных пружин за весь срок службы вагона в 4 раза ниже обычных пружин.

Функциональные возможности

По результатам независимых испытаний в Уральском отделении Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, сверхпрочные пружины, произведенные по данной запатентованной технологии, доказали новые возможности технологии:

  • Увеличение циклической долговечности (в 10 раз)
  •  Отсутствие осадки в эксплуатации
  •  Уменьшение массы пружин на 15-25% при сохранении функциональных характеристик
  •  Повышение нагрузочной способности
  • Увеличение геометрической точности, статической и динамической однородности пружин
  • По сравнению с другими технологиями уровень допустимых рабочих напряжений выше на 35-40%

Снижение себестоимости за счет  возможности использования более дешевых сортов стали.

Особенности технологии

Сверхпрочные пружины производятся методом горячей навивки. Это единственный способ навить пружины из прутка большого диаметра, например, для железнодорожного подвижного состава.

Технология производства базируется на высокотемпературной термомеханической обработке — известном способе повышения механических свойств стали. В дополнении к этому методу при изготовлении пружин применяются локальные малые деформации, что позволяет получать в металле наноразмерные субструктуры, увеличивающие прочностные характеристики пружин.

Отличительные характеристики технологии:

  • структура стали характеризуется большой однородностью, повышенной плотностью дислокаций, наноразмерами субзерен;
  • меньшим (по сравнению с обычной обработкой) размером равномерно распределенных частиц карбида – цементита;
  • внутри отдельного зерна создается наносубструктура с малоугловыми границами;
  • средний размер субструктурного элемента ферритной матрицы составляет 20-40 нм, весь интервал встречающихся размеров находится в пределах 20-100 нм.

Все эти особенности позволяют создавать уникальные пружины с не имеющими аналогов в мире характеристиками.

www.npc-springs.ru/manufacturing/technology_benefits.php

Конкурентные преимущества

Сверхпрочные пружины, произведенные методом горячей навивки с технологией контролируемого формирования наносубструктур в материале,  отличаются значительно большим сроком службы. Пружины, произведенные по технологии, формирующей в материале наноразмерную структуру, не имеют осадки в процессе эксплуатации, сохраняют постоянство межвиткового зазора, исключая соударение витков, работают без разрушения при повышенных на 30-40 % нагрузках. В частности, для железнодорожного транспорта, сверхпрочные  пружины рассчитаны на весь срок службы вагона — 32 года. Обычные пружины за этот же период в среднем меняют 3 раза. Стоимость владения одного вагонокомплекта сверхпрочных пружин за весь срок службы вагона в 4 раза ниже обычных пружин.

Нормативно-техническое обеспечение
(стандарты, сертификаты, разрешения)

ВНИКТИ в период с сентября по декабрь 2011г. были проведены испытания пружин тележки модели 18-194-1 грузовых вагонов: наружных, внутренних подклиновых, внутренних рессорного подвешивания. Результаты испытаний: пружины отличаются повышенными эксплуатационными характеристиками. Пружины выдержали более 10 млн. циклов до разрушения при норме в 500 тыс. циклов.

 

ИЦ ЖТ ОАО «ВНИИЖТ» провел в период с 25.08.2011 г. по 12.09.2011 г. испытания пружин цилиндрических винтовых для подвижного состава железных дорог (чертежи  194.30.011-0 «Пружина наружная», 194.30.012-0 «Пружина внутренняя», 194.30.013-0 «Пружина внутренняя») на соответствие требованиям НБ ЖТ ЦТ-ЦВ-ЦЛ 062-2000:

Протокол испытаний №885 от 06.10.2011 г.

Протокол испытаний №886 от 06.10.2011 г.

Протокол испытаний №887 от 06.10.2011 г.

 

Испытания пружин цилиндрических винтовых, изготовленных по черт. 100.30.002-0 «Пружина наружная» и черт. 100.30.004-0 «Пружина внутренняя», проведены на соответствие НБ ЖТ ЦТ-ЦВ-ЦЛ 062-2000 в период с 24.01.2012 по 06.02.2012г. Протокол испытаний № 197 от 10.02.2012г.

 

Испытания пружин цилиндрических винтовых, изготовленных по черт. 522.30.001-0 «Пружина наружная» и черт. 522.30.002-0 «Пружина внутренняя», проведены на соответствие НБ ЖТ ЦТ-ЦВ-ЦЛ 062-2000 в период с 24.01.2012 по 16.02.2012г. Протокол испытаний № 198 от 20.02.2012г.

Получен международный сертификат на соответствие требованиям стандарта ISO 9001:2008

Компания прошла сертификацию менеджмента качества по стандарту ГОСТ Р ИСО 9001:2008. Получен сертификат.

Получены сертификаты на соответствие нормам безопасности НБ ЖТ ЦТ-ЦВ-ЦЛ 062-2000 на пружины цилиндрические винтовые тележек подвижного состава железных дорог 18-100 и 18-194-1, 18-522А и 18-522.

Ведутся работы по внедрению требований ISO/TS16949.

В планах – внедрение требований  IRIS.

Правовая защита основных технологических решений продукта

ООО «НПЦ «Пружина» работает по лицензионному договору.

Патент № 2377091 «Способ изготовления крупногабаритных пружин из стали». Договор о предоставлении права использования изобретения от 23.11.2009 года зарегистрирован федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 28.01.2010 года за № РД0059710.
2. Патент № 2373016 «Агрегат для навивки стальных пружин». Договор о предоставлении права использования изобретения от 23.11.2009 года зарегистрирован федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 09.12.2009 года за № РД0057961.