Spolupráce Ústavu fyziky materiálů AV ČR a PBS Velká Bíteš je díky vysokému standardu společných projektů a jejich přímému dopadu na výrobu ve slévárně ukázkou důležitosti inovativního aplikovaného výzkumu.
Ing. MILAN MACHOLÁN
generální ředitel PBS Velká Bíteš
prof. Ing. PAVEL HUTAŘ, Ph.D.
vedoucí oddělení Mechanických vlastností Ústavu fyziky materiálů AV ČR
Ústav fyziky materiálů Akademie věd ČR (ÚFM AV ČR) a První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS Velká Bíteš) jsou dlouholetými partnery. Co je cílem vaší spolupráce?
Macholán: Hlavním cílem naší spolupráce je zavádění nových typů superslitin do portfolia slévárny a zdokonalování technologického řetězce výroby přesných odlitků pro vysokoteplotní aplikace.
S jakými materiály nejčastěji pracujete?
Macholán: Při řešení problematiky přesného lití pracujeme se superslitinami na bázi niklu a kobaltu. Jedná se o speciální vysokoteplotní materiály používané pro konstrukční díly leteckých motorů, turbodmychadel a stacionárních plynových turbín.
Hutař: V současné době pracujeme např. na modifikaci superslitiny MAR M247. Výborné vysokoteplotní vlastnosti má i náš nový materiál na bázi železa Fe-10Al-4Cr-4Y2O3, který předčí i některé superslitiny.
Má zpracování vysokoteplotních materiálů nějaká úskalí?
Macholán: Chemické složení těchto materiálů klade velké nároky na jejich zpracování a na celý technologický proces ve slévárně. Sléváren, které jsou schopny produkovat odlitky ze superslitin ve špičkové kvalitě, tak jak to umí PBS Velká Bíteš, je v Evropě pouze několik.
Hutař: Know-how technologie lití těchto materiálů pro danou aplikaci je klíčové pro užitné vlastnosti odlitku. Detaily procesu lití, jako je licí teplota, chemické složení skořepinové formy, chlazení odlitku a následné tepelně mechanické zpracování, mohou vést k diametrálně odlišné kvalitě odlitku.
Jaké jsou dlouhodobé mechanické vlastnosti těchto materiálů?
Macholán: Tyto materiály se používají při velice náročných provozních podmínkách vysokých teplot, korozního prostředí a velkého mechanického namáhání. Materiál musí toto zatížení vydržet dlouhodobě bez výraznějších geometrických a strukturních změn.
Hutař: Ukazuje se, že pro úspěšné nasazení vysokoteplotních materiálů v praxi je nezbytné komplexní hodnocení materiálu včetně interakce tak složitých degradačních procesů jako je únava nebo tečení materiálu za vysokých teplot.
Jaké společné projekty plánujete do budoucna a jaký budou mít dopad na výslednou produkci?
Macholán: V současné době se zabýváme odlitky ze superslitin, které jsme ve slévárně ještě nepoužili. Dobrým příkladem je slitina EEQ 111. Neustálé zavádění nových, lepších, slitin do portfolia slévárny nám umožňuje držet výsadní místo mezi slévárnami v Evropě.
Hutař: V současné době se v našich laboratořích soustředíme na složitější kombinaci zatěžování, jako jsou např. testy termomechanické únavy materiálů, které mohou velice věrně postihnout zátěžné stavy vyskytující se při provozu turbíny nebo turbodmychadla.
Co považujete za největší úspěch vzájemné spolupráce?
Macholán: Podařilo se nám například vyvinout patentově chráněnou slitinu, díky které mají rozvlákňovací disky asi o třetinu delší životnost. To nám umožnilo rozvoj řady odlitků pro sklářský průmysl.
Hutař: Získali jsme i několik ocenění, například cenu Technologické agentury ČR v kategorii Business nebo ocenění Podnikatelský projekt roku v rámci projektů OP PIK Ministerstva průmyslu a obchodu.