SkrueEkstrudering av ALuminium

HØYFASTE ALUMINUMSLEGERINGER: Hovedmålet med denne aktiviteten er materialutvikling gjennom bruk av skrueekstrudering, med hovedfokus på høyfaste aluminiumslegeringer. Skrueekstrudering kan benytte granulater, maskineringsspon, chips osv., noe som gir n ye muligheter når det gjelder produksjon av nye materialtyper. En rute til nye materialer er ved å ekstrudere hurtig størknede materialer i skruekstruderen. Hurtig størknede materialer er blitt produsert ved hjelp av smeltespinning. I smeltespinning oppn ås avkjølingshastigheter på opp til 10 ^ 6 K / s ved å avkjøle en tynn stråle fra smelten på et roterende vannkjølt hjul. Dette gir muligheter for å produsere materialer med en meget høy mengde av legeringselementer i fast løsning. Høye avkjølingshastighe ter gir også en fin struktur og et homogent materiale, noe som kan være et optimalt utgangsmateriale for skruekstrudering. Hovedaktiviteten denne perioden har vært videre utvikling av smeltespinner, samt gjennomføring av innledende forsøk. Det er tatt f rem en serie med alternative legeringssammensetninger som blir støpt ut og videre ekstrudert på pilotekstruderen. Målet er å ta frem høyfaste materialer som kan benyttes til produksjon av selvpenetrerende nagler for sammenføyning av aluminium plater. Verk tøy for smiing av nagler er mottatt og testet. Dette vil bli brukt til egenproduksjon av nagler etter hvert som materialer med tilstrekkelig styrke er realisert. Dette arbeidet er gjennomført som et samarbeid mellom SEAL-prosjektet, uavhengig PhD-studen t Kristian Grøtta Skorpen og master-studenter ved IMT. Arebeidet vil bli videreført som en del av PhD-oppgaven til Grøtta Skorpen etter at SEAL-prosjektet er avsluttet. TITANEKSTRUDERING: Ny skrue i hardmetall utviklet for ekstrudering av titan er an kommet og testet. Hardmetall materiale er valgt grunnet høy styrke selv med høye temperaturer og gode friksjonsegenskaper. Innledende tester viste imidlertid at valgt geometri kombinert med lav duktilitet førte til bruk i skruen under ekstrudering. Ny har dmetall skrue med oppdatert geometri er utviklet og bestilt. Denne er basert på en kjerne i høyfast verktøystål, påmontert gjengedel i hardmetall. I tillegg til ekstrudering av titan, vil denne løsningen gi økt levetid på skrue også for ekstrudering av al uminium. Ny ekstruderingsdyse med økt diameter er testet med eksisterende Inconel-skrue. Resultatene viser at økt diameter på profil gir bedre flyforhold, men at skrue av Inconel fremdeles ikke har tilstrekkelig slitasjemotstand for ekstrudering av tit an. Etter avslutning av SEAL-prosjektet vil aktiviteten innen ekstrudering av titan videreføres ved IMT. Det er også planlagt en test-serie ved SINTEF der ekstrudert materiale skal prosesseres videre til tråd.

Hydro har som mål å være en foretrukket leverandør av aluminium. Metallstrømmen inn i verdikjeden utvikler seg i retning av økende andel resirkulert metall. For å hevde seg i den sterke internasjonale konkurransen er det nødvendig å utvikle ny teknologi h vor resirkulert feedstock blir prosessert effektivt og med svært god profilkvalitet. Dessuten søker man teknologiske løsninger for å øke utbytte av prosess-skrap. I det norske aluminiumsmiljøet har man tiltro til at skruekstrudering kan være en ny teknol ogi som tar vare på sentrale deler av disse utfordringene. En prototyp er allerede utviklet i et samarbeid mellom Hydro og NTNU. Teknologien anses for å være et teknologisk gjennombrudd med stort potensial. Prosjektet tar sikte på å utprøve den eksisteren de ekstruderen, bestemme dens karakteristiske trekk og optimalisere design for økt ytelse og forbedret profilkvalitet til bruk for å bygge en pilot skrueekstruder i løpet prosjektperioden. Videre vil man i prosjektet utvikle en skruebasert separator hvo r uønskede legeringselementer skilles ut og hvor man i prinssippet kan ekstrudere direkte til fullverdige profiler. Det er helt nødvendig å bringe inn faglig ekspertise fra en rekke fagområder innen naturvitenskap og teknologi og en planlagt utviklet pros essmodell vil kunne forberede for videre utvikling på industriell skala. For å kunne lykkes med dette igangsettes vitenskapelige og tekniske oppgaver som gjennomføres i det fysikalsk-metallurgiske miljø av to PhD studenter og en forsker/to postdocs. Prosj ektet vil derfor i hovedsak foregå ved NTNU mens styring og kontroll ivaretas av Hydro. En innovativ industriprosess vil med stor sannsynlighet kunne tas i bruk etter at prosjektet er gjennomført og man regner med at konseptet vil få stor internasjonal o ppmerksomhet når dette blir kjent. Det legges derfor opp til publisering i internasjonalt anerkjente tidsskrift, nyhetskanaler og teknisk presse.