Отсутствие широкого производства бериллия в России привело к переориентации в 2000 году Воскресенского филиала ВИАМ на выпуск высокотехнологичной продукции из специальных материалов (по проекту на филиале разрешен выпуск ~6–8 тонн изделий из бериллия и его сплавов).

Проведение научно-исследовательских работ, заключение долгосрочных договоров с ЗАО «Светлана-Рентген», ОАО НПП «Буревестник» позволили филиалу выпускать высокотехнологичную продукцию даже в 90-е годы, когда фактически прекратилось финансирование.

Впервые в России Воскресенский филиал перешел на эрозионную резку бериллия (вместо фрезеровальных работ), что позволило наладить для промышленности серийный выпуск дисков и пластин толщиной >200 мкм. В результате сократились расход бериллия и трудоемкость процесса.

Следующим этапом по выпуску более высокотехнологичных деталей стало сотрудничество с фирмой «Philips» (Нидерланды) по выпуску паяных рентгеновских окон (2002 г.). В ВЭТЦ были созданы участки механической обработки, пайки, контроля, эрозионной резки, гальваники, оформлены технологические рекомендации и инструкции на процессы. Получен «Сертификат аудита поставщика» в иностранную фирму.

Разработаны директивные технологические процессы пайки рентгеновских бериллиевых окон (4 вида) с монелем, нержавеющей сталью, медью с применением серебросодержащих и сереброзаменяющих припоев. На бессеребряный припой получен патент РФ. Все технологическое оборудование, задействованное в процессе, было сертифицировано, получено 4 патента РФ. Пайка специальным припоем обеспечивает герметичность паяных окон, термическую стойкость паяных соединений, исключает охрупчивание сварных соединений.

Фольги рентгеновские вакуум-плотные толщиной 10 мкм (разного диаметра)
с защитным покрытием и без него

Была разработана и внедрена система защитных покрытий, обеспечивающая выпуск экологически безопасных изделий – рентгеновских вакуум-плотных бериллиевых окон.

В 2008 году закончен цикл работ по разработке технологии диффузионной сварки разнородных соединений технического спеченного бериллия с монелем, медью, нержавеющей сталью (без подслоя, с промежуточным подслоем) с получением вакуум-плотных соединений. Уровень разработок в области соединения бериллия с медным сплавом соответствует современным достижениям зарубежных фирм «Brush Wellman», «Sandia National Laboratories» (США).

Впервые в стране на оснастке с использованием эффекта разности ТКЛР свариваемых материалов диффузионной сваркой бериллия с монелем получены вакуум-плотные соединения.

Разработанная в 2009 году технология изготовления радиационно-прозрачной бериллиевой фольги (толщиной 0,01–0,15 мм, геометрическим размером до 100 мм, ?_в=350–450 МПа, ?=1,5–3%) позволила освоить серийный выпуск изделий для предприятий России, использующих их в приборах для медицины (флюорография, томография), таможенных служб, промышленности (счетчики, приборы рентгенофазового анализа, контроля сварных швов). Технология защищена патентом РФ, получившим награды на международных выставках инновационных технологий во Франции (серебряная медаль) и КНР (бронзовая медаль).

Серебряная медаль (Франция)

Бронзовая медаль (КНР)

Совместно с лабораторией «Технологические покрытия и керамоподобные материалы» ВИАМ выполнена работа по применению системы покрытий для защиты деталей из бериллия. Применение защитных покрытий на бериллии обеспечило повышение коррозионной стойкости и экологической безопасности изделий при их эксплуатации. На основании выполненных работ заключено несколько договоров с предприятиями Минатома, получено два патента.

В настоящее время ВЭТЦ ВИАМ – это единственный в России и СНГ центр с замкнутым металлургическим производством и механической обработкой бериллия и бериллийсодержащих сплавов, обладающий технологиями по утилизации и переработке отходов.

Получение полуфабрикатов из бериллия и сплавов на его основе производится по следующим направлениям: литье, порошковая металлургия, обработка давлением, механическая обработка, защитные покрытия при горячей обработке и последующей эксплуатации и физико-химические исследования.

Детали из бериллия с покрытием ВЭС-5П

Центр имеет три корпуса: лабораторный, производственный, газотермических покрытий, а также испытательную и производственную базы. Производственная зона включает в себя следующие участки:

• механической обработки;
• плавки и литья;
• обработки давлением;
• пайки и сварки;
• электроэрозионной резки;
• рентгеновской дефектоскопии;
• термообработки;
• нанесения гальванических покрытий;
• производства науглероженного волокна;
• производства препрегов;

а также лаборатории:

• металлографических исследований;
• химическую.

Вакуумная плавильная печь ИСВ 016

Вакуумная плавильная печь «2039»

Центр оснащен оборудованием, которое позволяет проводить исследования на высоком научно-техническом уровне и выпускать различные вакуум-плотные изделия из бериллия. Вся продукция поставляется по нормативно-технической документации и защищена патентами РФ.

В перспективе планируется приобретение современного прокатного оборудования, печей (вакуумных и термических) и обрабатывающего центра, которые позволят Воскресенскому филиалу ФГУП «ВИАМ» выйти на передовые позиции по выпуску вакуум-плотных бериллиевых фольг толщиной <150 мкм.

Комплексные испытания сплавов системы Аl–Ве–Мg показали, что они значительно превосходят промышленные легкие сплавы по усталостной прочности, выносливости – в 40–50 раз, обладают более низкой скоростью распространения усталостных трещин. Это объясняется резко выраженной гетерогенной структурой сплавов с обширной поверхностью раздела матрицы и бериллийсодержащей фазы, тормозящей развитие трещин. К достоинствам этих сплавов относятся также их хорошая свариваемость, высокие теплопроводность и теплоемкость. По отработанной технологии из алюминийбериллиевых сплавов в промышленном масштабе производится достаточно широкий ассортимент изделий: листы, профили, штамповки, поковки, прессованные изделия. Применение высокомодульных сплавов в конструкциях самолетов и космических объектов позволяет снизить массу элементов конструкций на 40–50% и повысить их эксплуатационную надежность.

Работы по применению легких высокомодульных сплавов будут существенно интенсифицироваться по мере завершения строительства обогатительного и металлургического предприятия по производству бериллия на Ермаковском месторождении (Читинская область).