Презентация_инвестиции_Королев

КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
ОАО «Композит»,
головная научно-исследовательская организация
ракетно-космической промышленности
Логачев И.А. (начальник группы)
Гаврючин Е.Ю. (начальник БНИОС-8)
12.12.2013, Наукоград Королёв
«Разработка нового
высокотемпературного
материала (на базе NiAl) для
применения в изделиях
гражданской техники
(нагревательные элементы для
термообрабатывающих печей)»
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Цель проекта, проблематика
Создание новых образцов техники связано с развитием
высокотемпературных материалов. Для термической обработки
(Т/О) таких материалов необходимо создание нового поколения
нагревателей. Существующие нагреватели не способны
реализовать весь комплекс требований, необходимый для создания
инновационной продукции из перспективных высокотемпературных
жаропрочных сплавов.
Цели:
 Применение перспективного материала - NiAl и получение на его
основе сплава с более высокими пластическими характеристиками.
 Создание нового поколения нагревательных элементов (НЭ) для Т/О
перспективных высокотемпературных жаропрочных сплавов.
 Существенное повышение температуры Т/О (лучше КЭНов).
 Возможность производить обработку на воздухе, без использования
вакуума.
Современные
нагревательные элементы
 до 1100 °С – сплавы никеля, хрома, железа
(нихромы, фехрали);
 до 1350 °С – карборундовые (карбид
кремния);
 до 1450 °С – дисилицид молибдена
(низкая механическая прочность; низкая
термостойкость;
высокая
начальная
пластичность в интервале температур от
1400 °С до 1650 °С);
 от
2200 до 3000 °С – танталовые,
молибденовые, вольфрамовые, угольные или
графитовые (в вакууме или защитной
атмосфере)
Наиболее распространены
Карбидкремниевые нагревательные
элементы (КЭН)
Но! выдерживают от 4 до 5 режимов
2
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Преимущества использования NiAl
Интерметаллид NiAl –
перспективный материал
Преимущества:
 высокая Тпл = 1638 °С;
 низкий удельный вес 5,95 г/см3
(из металлов для НЭ);
 жаростойкий;
 жаропрочный материал
Применение
нагревателей из сплава на
основе NiAl позволит:
Повысить рабочую температуру печи;
Повысить срок службы нагревателей;
Снизить расходы на нагреватели
Недостаток:
• Хрупкий при комнатной
температуре
3
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Преимущества предлагаемой технологии
1. Получение электродов
2. Механическая обработка
1
3. Центробежное распыление
4. Рассев и магнитная сепарация
5. Электростатическая сепарация
•
2
3
4
5
6
Порошковая металлургия:
- повышение пластичности изделия;
- создание изделия любой формы
6. Выращивание изделия
7. Горячее изостатическое прессование
4
7
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Текущий статус проекта
Чистый интерметаллид NiAl тугоплавкий, упругий,
прочный, но трудно деформируемый материал.
Его кристаллическая решетка В2(ОЦК).
Некоторые важные свойства – это высокая температура
плавления Тпл = 1638 °С и низкая плотность 5,95 г/см3.
Причина хрупкости при комнатной температуре в
плотноупакованности подрешетки Al. Радиус атома
Al – большой (0,143 нм), а Ni – маленький (0,125 нм).
Энергия упорядочения очень высока, что сильно
затрудняет подвижность дислокаций и в следствии
чего нет места для деформации, так как мало места в
ячейке.
Был получен эффект от легирования в
поликристаллическом NiAI хромом, изотерма Ni-AI-Cr
5
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Текущий статус проекта
Проведен выбор состава сплава
Ni
Al
Cr
Hf
1
68,51
31,49
0,00
0,00
2
65,57
26,37
7,26
0,80
3
63,35
21,84
14,03
0,77
4
61,28
17,61
20,36
0,75
Образцы
Vikers
5
59,35
13,64
26,29
0,72
1
650
6
60,03
31,54
7,60
0,84
2
724
7
51,96
31,85
15,35
0,85
3
795
4
805
8
43,73
32,17
23,25
0,85
5
669
6
771
9
35,34
32,49
31,31
0,86
7
725
10
57,91
26,62
14,66
0,81
8
994
9
808
11
48,39
22,24
28,58
0,79
10
583
 Выплавка исследуемых сплавов проводилась на вакуум-дуговой луночной печи, в которую
загружались семь завесок по 20 г. В восьмой лунке находится титановая губка как абсорбент газов.
 Состав сплавов определялся на эмиссионном спектрометре OBLF VeOS
По результатам измерений выбран состав сплава на базе NiAl-Cr
6
11
711
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Текущий статус проекта
Были проведены опытные плавки сплава системы
Ni-Al-Cr в вакуумно-индукционной печи, отработана
технология и получен качественный слиток (нужного
состава и без дефектов).
Внешний вид слитка ВИП
 Основной причиной низкотемпературной хрупкости
интерметаллидов является их кристаллическая структура. Но в тоже
время пластичность понижают атомы внедрения – C, O, N, H и др.
Поэтому дополнительные требования должны предъявляться к
шихте, это должны быть особо чистые материалы.
 Выплавка в вакууме должна обеспечивать чистоту атмосферы от
вредного контакта расплава с атмосферой воздуха.
 Часто в камеру нагнетают инертный газ (особо чистый аргон) для
снижения кипения. Так как из газа может попасть азот в атмосферу
печи, а от туда в расплав, то к газу должны также предъявляться
требования по чистоте.
7
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Коммерциализация результатов работы
Ключевые потребители:
- ОАО «Электромеханика»;
- ЗАО ИПФ;
- ОАО «ВНИИЭТО»;
- «ТермИТ»;
- Heatmasters;
- ЗАО «НПК «НАКАЛ»;
- Starbar;
- ООО «Сиркон»;
- Ipsen Co.;
- HTF Inc.;
- ООО «RxM» и др.
- KDF (Knight dragon fire Heat Treat
Furneses)
8
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Экономические показатели
на примере трубчатого КЭНА
m = ρ∙V = ρ∙l∙S = ρ∙l∙π∙RΔ2 =
= ρ∙l∙π∙(Rвнш 2 - Rвн2)
m = ρ∙l∙π∙(Rвнш 2 - Rвн2)
1000 = 5,95∙l ∙3,14 ∙ (22 – 1,72)
Цена в США 6495,9 руб./шт.
Цена в России 7221,6 руб./шт.
Наш аналог 10000 руб./шт. (вес – 1 кг)
Но! Срок службы у НЭ из NiAl выше.
l = 1000/(5,95∙3,14 ∙1,11) =
= 53,5/1,11 = 48,2 см
9
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Экономические показатели проекта
Оборудование
Стоимость, млн. руб.
Установка выплавки слитка
60,00
Установка распыления
70,00
Установка очистки
8,00
Установка послойного синтеза
60,00
Печь для термообработки
1,00
Подитог 199,00
Газостат
520,00
Итог 719,00
Статья расхода
Шихта на слиток
Выплавка слитка
Распыление и очистка порошка
Выращивание изделия
Газостатирование + термообработка
Операция
1. Выплавка
1.1. Потери 6% (возвратные)
2. Распыление+очистка
2.1. Потери 15% (возвратные)
3. Выращивание изделия
4. Газостатирование +
термообработка
Цена за 1 кг с НДС, руб.
900
600
1000
800
1200
Количество в
месяц, кг
2000
Подитог
1880
Подитог
1598
1598
Количество в
год, кг
24000
1440
22560
22560
3384
19176
19176
19176
Расходы,
млн. руб.
36,00
22,56
15,3408
23,0112
Итого 96,912
Итого на 1 кг, тыс. руб. 5,05
10
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Экономические показатели проекта
Организация производства (без газостата)
Зарплата, руб.
Количество человек
ФОТ в год (1,302 от з/п), млн. руб.
35000
8
4,37472
Стоимость нагревателя 10 000 руб.
Проект на 5 лет
Первоначальное вложение,
млн. руб.
Ежегодный поток, млн. руб.
NPV, млн. руб.
IRR, %
Ставка дисконтирования, %
25
244,1507
150,9509
194,4458
62,89
11
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Инвестиции
245000 тыс. руб.
Этап 1
505 тыс. руб. на производство первой партии комплектов нагревателей
Этап 2
244500 тыс. руб. на организацию производства (без газостата)
стоимость нагревателя: 10000 рублей, ставка дисконтирования: 25 %, срок проекта: 5 лет
12
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Управленческая команда
Состав команды:
Руководители проекта – 2 человека
Рабочие – 4 человека
Необходимо:
Рабочие – 1 человек
Экономист (бухгалтер) – 1 человек
13
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Патентоспособность результатов проекта
Патент на сплав
Патент на технологию
Патент на изделие
14
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
Риски
Основной риск проекта связан с исходным материалом для изделий:
-
стоимость материала;
-
дефицит материала
Риск связанный с работами сторонней организации:
-
обработка на газостате
15
КОРОЛЁВСКИЙ
ИННОВАЦИОННЫЙ
КОСМИЧЕСКИЙ
ФОРУМ
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Логачев Иван Александрович
Начальник группы ОАО «Композит»
+7-495-513-21-26
+7-916-645-93-48
ivan@logachev.biz