Opis projektu    Projekt dotyczy opracowania i przygotowania do wdrożenia nowej technologii wyciskania zgrzewającego wysokowytrzymałych kształtowników ze stopów aluminium serii 7xxx, przeznaczonych na elementy konstrukcyjne w różnych gałęziach przemysłu. Celem projektu jest zaprojektowanie innowacyjnych rozwiązań materiałowych i konstrukcyjno-technologicznych procesu wyciskania zgrzewającego wyrobów w postaci kształtowników zamkniętych o małej grubości ścianek o podwyższonych właściwościach wytrzymałościowych oraz wysokiej odporności na pękanie korozyjno-naprężeniowe. Zakłada się uzyskanie wytrzymałości na rozciąganie kształtowników zamkniętych z uwzględnieniem zgrzewów w przekroju poprzecznym – na poziomie 450 MPa dla stopów bezmiedziowych i odpowiednio ponad 650 MPa dla stopów 7xxx z miedzią. Stopy 7000 wykazują ponadto dobrą podatność do obróbki mechanicznej skrawaniem, do spawania oraz dobrą odkształcalność na zimno. Kształtowniki zamknięte ze stopów serii 7000 będą zatem służyły projektantom i producentom środków transportu w unowocześnianiu konstrukcji a szczególnie w ich „odchudzaniu”. Innym obszarem potencjalnego zastosowania proponowanych kształtowników ze stopów aluminium 7000 jest sprzęt sportowy (elementy rowerów), alpinistyczny a także sprzęt ogrodniczy i gospodarstwa domowego. Innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne pozwolą zwiększyć funkcjonalność elementów konstrukcji z zachowaniem odpowiedniej odporności na korozję naprężeniową, która jest parametrem krytycznym w wielu elementach konstrukcyjnych. W pierwszym etapie projektu planowane są badania odlewania, homogenizacji i odkształcalności stopów 7xxx w warunkach laboratoryjnych i pół-przemysłowych oraz badania podatności tych stopów do wyciskania zgrzewającego. Analizie poddany zostanie proces doboru składu chemicznego, kolejności stopowania, uszlachetniania ciekłego metalu, doboru parametrów odlewania półciągłego celem doboru optymalnych parametrów procesu odlewania i obróbki cieplnej, zapewniających otrzymanie wyrobu o wysokiej jakości do dalszego procesu przeróbki plastycznej. W badaniach zgrzewalności wykorzystane zostanie oryginalne autorskie (opatentowane) urządzenie do badań zgrzewalności metali i stopów, odwzorowujące warunki łączenia metalu (bez dostępu powietrza), jakie panują w komorze zgrzewania matryc mostkowo-komorowych. Próby zgrzewalności, oparte o hydrauliczny system zadawania siły, zostaną przeprowadzone w szerokim zakresie temperatur (400-520° C) i nacisków jednostkowych (100-300 MPa). W kolejnym etapie przewiduje się prace projektowe nad nowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi matryc mostkowo-komorowych przeznaczonych do wciskania kształtowników zamkniętych, ułatwiającymi zgrzewanie materiału podczas wyciskania. Przy użyciu oprogramowania SolidWorks przygotowane zostaną modele CAD zaprojektowanych zestawów narzędziowych (mostków, wkładek matrycowych, opraw matrycowych i pierścieni oporowych), które w dalszej kolejności będą importowane do oprogramowania MES. Szczególne znaczenie będą miały badania procesu wyciskania zgrzewającego stopów 7xxx w warunkach przemysłowych z wykorzystaniem nowych rozwiązań kontenerów i technologii chłodzenia matryc, intensyfikujących prędkość wypływu metalu z otworu matrycy (wydajność produkcji). Istotne będą także badania jakości powłok specjalnych w matrycach do wyciskania oraz badania nad nowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi końcówek stempli, ukierunkowane na zwiększenie ich odporności na wysokie obciążenia cieplno-mechaniczne i poprawę żywotności. Przewiduje się osiągnięcie żywotności matryc na poziomie osiąganym dotychczas dla stopu 6082. W ostatnim etapie projektu analizowana będzie struktura i właściwości mechaniczne oraz odporność korozyjna wyciskanych kształtowników zamkniętych ze stopów 7xxx, jak również dokładność ich wymiarów oraz wymiarów otworów roboczych matryc z wykorzystaniem fotogrametrycznych systemów pomiarowych. Badania w ramach projektu będą realizowane w IMN OML w Skawinie, na Wydziale Metali Nieżelaznych AGH w Krakowie oraz u partnera przemysłowego (firma Albatros Aluminium Sp. z o.o), przy użyciu nowoczesnych linii produkcyjnych przystosowanych do wyciskania trudnoodkształcalnych stopów aluminium, wyposażonych w prasy hydrauliczne o nacisku 2500 T oraz 3500T oraz pojemniki 7 i 12-cali. Zastosowane w projekcie rozwiązania będą miały zasadniczy wpływ na rozwój branży transportowej i budowlanej przyczyniając się w znacznym stopniu do ograniczenia masy konstrukcji, w których istotną rolę odgrywa stosunek wytrzymałości wyrobu do jego masy. Wysokowytrzymałe kształtowniki zamknięte z stopów aluminium serii 7xxx będą mocną konkurencją dla produktów obecnie wytwarzanych z stali.