DEMO DAY innowacji 4.0

Miedź oraz stopy miedzi są w chwili obecnej powszechnie stosowane na całym świecie z uwagi na zespół swoich własności użytkowych uwzględniających ich bardzo wysokie przewodnictwo elektryczne, wysokie przewodnictwo cieplne oraz wysoką odporność korozyjną. Niektóre stopy miedzi poddawać można również procesom utwardzania wydzieleniowego, co pozwala na znaczne zwiększenie ich własności mechanicznych. Jednym z przykładów tego typu materiałów są stopy miedzi z berylem (Cu-Be). Jak wskazuje przeprowadzona analiza literaturowa stopy te posiadają unikalne połączenie wytrzymałości (Rm aż do poziomu 1400 MPa), przewodnictwa elektrycznego i cieplnego oraz twardości i odporności na korozję. W związku z powyższym posiadają one szereg zastosowań przemysłowych umożliwiających również ich zastosowanie w ciężkich warunkach pracy. Na dzień dzisiejszy stopy tego typu znajdują zastosowanie w różnej postaci w branżach takich jak telekomunikacja, automotive, lotnictwo, medycyna czy wiertnictwo nafty i gazu. Niestety materiały te posiadają również szereg wad w ramach których do najważniejszych wymienić należy ich toksyczność (Beryl to metal, który może być bardzo szkodliwy podczas jego wdychania, ponieważ może on uszkodzić płuca i wywołać m.in. zapalenie płuc) oraz wysokie koszty wytwarzania, które znacznie ograniczają ich szerokie wykorzystanie. W związku z powyższym prowadzone są ogólnoświatowe badania mające na celu opracowanie innego rodzaju wysokowytrzymałych stopów miedzi, w ramach których znajdują się stopy Cu-Ti mogące służyć jako substytut drogich i toksycznych stopów Cu-Be i Cu-Be-Co. Projekt koncentrował się będzie na opracowaniu technologii wytwarzania stopów miedzi z tytanem w postaci prętów uzyskiwanych w procesie syntezy metalurgicznej i odlewania ciągłego oraz obróbki cieplno-plastycznej. Planuje się uzyskanie odlewów ciągłych miedź-tytan w zakresie 0,1-5% masowych Ti zawierających również mikrododatki pierwiastków takich jak P, Zr, Mg, Ni, Si. Odlane pręty poddane zostaną szerokim badaniom nad technikami ich przetwarzania na druty w procesach przeróbki plastycznej na gorąco i zimno łączonej z zabiegami obróbki cieplnej (przesycania i starzenia sztucznego). Określone zostaną zależności wpływu zawartości Ti oraz wskazanych mikrododatków na własności użytkowe drutów o różnym stopniu umocnienia oraz opracowane korzystne warunki obróbki cieplnej gwarantujące uzyskanie oczekiwanych wysokich własności użytkowych odpowiadających wytrzymałości mechanicznej na poziomie wysokojakościowej stali przy zachowaniu możliwie wysokich własności elektrycznych.. Na obecnym etapie przeprowadzono badania pilotażowe nad metalurgiczną stroną przedsięwzięcia w obszarze uzyskiwania odlewów w zakresie 0,5-2% masowych Ti, które poddano wstępnej charakteryzacji z punktu widzenia własności mechaniczno-elektrycznych. Badania wykazały słuszność przyjętych koncepcji nad technologią wytwarzania stopów Cu-Ti oraz potwierdziły możliwość uzyskiwania oczekiwanych własności użytkowych. Dodatkowym aspektem wpisującym się w gospodarkę obiegu zamkniętego będzie aspekt recyklingu odpadów tytanowych w postaci wiórów, które stanowią istotny problem dotyczący ich zagospodarowania. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że odpady te mogą być z powodzeniem stosowane jako składnik przedmiotowych stopów Cu-Ti. Uznaje się że przeprowadzone badania pozwoliły na osiągnięcie trzeciego poziomu gotowości technologicznej (TRL III), w ramach której potwierdzono analitycznie i eksperymentalnie krytyczne funkcje i koncepcje technologii wytwarzania stopów Cu-Ti.. Z przeprowadzonej analizy rynkowej oraz branżowej wynika, że przedsięwzięcie to ma wysoki potencjał wdrożeniowy. Dodatkowo w ramach przedsięwzięcia została przeprowadzona wstępna analiza czystości patentowej przedsięwzięcia, która dotyczyła procesu odlewania ciągłego małogabarytowych wlewków w postaci prętów Cu-Ti z mikrododatkami dedykowanych do dalszego przetwarzania w procesach obróbki cieplno-plastycznej. Jak wykazała przeprowadzona analiza zakres tematyczny projektu nie narusza praw intelektualnych osób trzecich.