Transcript výzkumný program 2 (prof. Kursa)

CÍL  Vybudování výzkumné infrastruktury laboratoří oddělení
Práškových technologií a vědeckovýzkumných týmů,
které budou vyvíjet, připravovat a optimalizovat
vlastnosti pokročilých materiálů a technologií jejich
přípravy pro aplikační sféru
1. Vakuová indukční tavící pec s odléváním na vodou chlazený kovový
buben

Tavení vsázky pro výrobu permanentních magnetických materiálů a dalších
reaktivních kovů a slitin s následným odléváním na vodou chlazený kovový
buben. Rychlé ochlazení výrazně eliminuje segregační procesy při tuhnutí
taveniny, které mohou vést ke vzniku nežádoucích fází. Bez této technologie
není možné dosáhnout požadované struktury práškových materiálů pro výrobů
magnetů typu NdFeB aj.
2. Izostatický lis

Příprava keramických materiálů procesy PM se zaměřením na magnetické
materiály, oxidické materiály (např. Al2O3), nitridovou a silanovou keramiku,
kompozitní materiály typu MMC, funkčně gradientní materiály, příp.
dohutňování Ti- a Ni- slitin, intermetalických sloučenin ze soustavy Ni-Al, Ti-Al,
příp. dalších typů materiálů realizovaných v rámci oddělení Přípravy materiálů
3. Automobilový dynamometr
4. Argonové hospodářství

Bude využito na tavení a následné zpracování kovů, slitin a sloučenin
reaktivních kovů (Ti a Ni slitiny, intermetalické sloučeniny, různé typy materiálů
vyráběné PM)
4.
Vakuová slinovací pec
5.
Zařízení na vodíkové zkřehnutí odlitků

Umožňuje navodíkování tavených materiálů, což výrazně zvyšuje náchylnost
těchto materiálů ke křehkému porušení v průběhu procesu mletí
5.
Lisování v magnetickém poli

Příprava anizotropních magnetů
6.
Zařízení na povrchovou úpravu
7.
Zařízení na magnetování
8.
Mlecí zařízení na hrubé mletí
9.
Mlecí zařízení na jemné mletí
 MORAVSKOSLEZSKÝ AUTOMOBILOVÝ KLASTR Ostrava
 Projekt „PIM technologie – využití pro specifické
komponenty automobilového průmyslu“  studium procesu
slinování výrobků pro automobilový průmysl s cílem dosažení jejich
optimálních vlastností
 SINOMAG , s.r.o Světlá Hora
 Vývoj a návrh technologie výroby permanentních magnetů
na bázi KVZ s definovanou strukturou a magnetickými
vlastnostmi
SmCo5
Základní
typy
 Vysoká korozní odolnost
 Vyšší teplotní odolnost ve srovnání
s Fe-Nd-B
 Vysoký energetický součin
Sm2Co17
Fe-Nd-B
 Velmi tvrdé a křehké sloučeniny
 Umožňují
rozměrů
značnou
miniaturizaci
 Nízká korozní odolnost, nižší
pevnost  povrchová úprava
 Velmi vysoký energetický součin
 Velmi tvrdé a křehké sloučeniny
VÝROBNÍ POSTUPY I.
Tavení
Drcení a mletí
pásků
Slinování
Melt spinning  vstřiknutí
taveniny na rychle se otáčející
vodou chlazený Cu-válec
Lisování
VÝROBNÍ POSTUPY II.
Tavení
Drcení a mletí
pásků
Slinování
Atomizace
odstředivou silou,
resp. odlévání
Lisování
Srovnání vlastností vybraných permanentních magnetů
Br
Hci
(BH)max
Tc
(T)
(kA/m)
(kJ/m3)
(°C)
Nd2Fe14B (sintered)
1.0–1.4
900–3300
200–440
310–400
Nd2Fe14B (bonded)
0.6–0.7
600–1200
60–100
310–400
SmCo5 (sintered)
0.8–1.1
1200–2400
120–200
750
Sm2Co17 (sintered)
1 – 1.16
560-2000
190-240
825
Sm(Co,Fe,Cu,Zr)7
(sintered)
0.9–1.15
450–1300
150–240
800
Alnico (sintered)
0.6–1.4
275
10–88
700–860
Sr-ferrite (sintered)
0.2–0.4
100–300
10–40
450
Mag. materiál
Průměrná cena magnetů
Zvýšení maximálního
energetického součinu (BHmax)
pro komerční permanentní
mag. materiály
SMĚRY DALŠÍHO VÝVOJE
 Zvýšení maximálního energetické výkonu legováním vhodných prvků
 Co, Dy, Tb, Ga, Ti, Nb
 Zvýšení teplotní stability magnetů
 Zvýšení korozní odolností magnetů
 Modifikace chemického složení a návrh technologie s cílem dosažení
amorfní struktury s následným devitrifikačním žíháním 
nanostruktrní magnetické materiály  zlepšení magnetických
vlastností
APLIKACE
 Letectví
 Automobilový průmysl
 Komunikace
 PC
 Lékařské zařízení a přístroje
 Motory
 Senzory
CÍL  Vybudování pracoviště pro laboratorní přípravu a testování
vlastností frikčních kompozitů pro použití v brzdových
systémech za různých vnějších podmínek.

Pracoviště bude zaměřeno na rozšiřování teoretických poznatků o
třecím procesu s cílem definovat vliv jednotlivých složek kompozitů
na užitné vlastnosti kompozitu. Sledovány budou rovněž negativní
vlivy otěrového prachu unikajícího z frikčních kompozitů během
třecího procesu na životní prostředí.

Cílem je umožnit návrh nových frikčních kompozitních materiálů
předem stanovených vlastností, s minimálními dopady na životní
prostředí, jejich příprava a ověření jejich třecích vlastností za
různých podmínek.
PLÁN KLÍČOVÝCH AKTIVIT:
 V prvním roce řešení budou zakoupena a instalována zařízení pro laboratorní
přípravu vzorků frikčních kompozitů různého složení za různých podmínek
(teplota, tlak). Budou osloveny firmy zabývající se výrobou frikčních materiálů a
jejich aplikacemi (výrobci automobilů, motocyklů a jízdních kol) s nabídkou
spolupráce.
 Ve druhém roce bude nainstalováno a uvedeno do provozu testovací zařízení
frikčních materiálů simulující reálné podmínky použití. Zařízení umožní testování
za různých vnějších podmínek (teplota, vlhkost, ostřik vodou a roztoky solí).
 Ve třetím roce řešení bude veškeré zařízení uvedeno do plného provozu.
Umožní přípravu a testování frikčních materiálů různého složení a zkoumání
vlivu jednotlivých komponent na vlastnosti finálního produktu. Pozornost bude
věnována rovněž vlivům otěrového prachu na životní prostředí. Cílem bude
vypracování teoretických podkladů a experimentálních postupů pro návrh
frikčních kompozitů požadovaných mechanických vlastností s maximálním
omezením negativních vlivů na životní prostředí.
PŘEDPOKLÁDANÍ PRŮMYSLOVÍ PARTNEŘI:

Škoda Auto, a.s., Mladá Boleslav

ITT Holdings

firma DELTA-braking, MXN – CZ, s.r.o., Ostrava (výrobce brzdových
obložení)

Dále bude nabídnuta spolupráce výrobcům brzdových materiálů působícím
v ČR:

Federal-Mogul Friction Products GmbH – FERODO, Kostelec nad Orlicí

Lucas Autobrzdy, s.r.o.


GOLD fren, Holice v Čechách, výrobce komponent pro brzdové systémy
Brzdové automobilové kotouče, Hradec Králové
 Osloveni budou také výrobci automobilů,
motocyklů a jízdních kol.
POŽADAVKY NA TŘECÍ MATERIÁLY
vysoký nezávislý součinitel tření
nízké opotřebení
tepelná vodivost
odolnost proti porušení a vlivu teploty
Složky třecích materiálů:
kovové (pevnost + vodivost)
zvyšující koeficient tření
stabilizující
APLIKACE
 Brzdové systémy