AluCast

To sammenskrudde lineskiver i aluminiumkomposittmateriale som var støpt hos Marcussens Metallstøperi, hadde vært i drift i mer en seks år da AluCast-prosjektet startet. De er fortsatt i drift! Det er utrolig bra i forhold til alle tidligere løsninger. En gjennomførte derfor undersøkelser av mikrostrukturen i skiven for om mulig å kopiere prosessen som førte fram til de gode slitasjeegenskapene. Basert på disse undersøkelsene startet tilvirkning av aluminium komposittmateriale fra legeringen AlSi9Mg og SiC-partikler i juni 2012 i Støperilaboratoriet på SINTEF. Dette materialet ble så brukt i lineskiver som ble støpt i Støperilaboratoriet og seinere også hos Norse Metal AS. Lineskivene ble maskinert og varmebehandlet. De ble montert på en fiskebåt med hjemmehavn på Røst før Lofotfisket startet i 2012 - 2013. De er fortsatt i drift med svært gode tilbakemeldinger med tanke på slitasjemotstanden. Metallco Aluminium AS har i sine lokaler tilvirket den nye aluminium kompositt legeringen som er utviklet i AluCast. Legeringen har deretter blitt benyttet til støping av 19 sett med lineskiver hos Norse Metal AS. De er plassert og i drift på flere norske fiskebåter. Flere fiskeriutstyrsleverandører har vist interesse for bruk av komposittmaterialet og Norse Metal AS har fått bestilling på flere lineskiver med materialet. En har gjennomført utstøping av smelteprøver på flere steder i smeltetransportkjeden hos Norse Metal AS, Farsund Aluminium Casting og Metallco Aluminium AS. Dette ble gjort for å sjekke smeltekvaliteten i dagens prosessforløp. I forbindelse med dette arbeidet ble mulige endringer av denne kjeden diskutert for om mulig å forbedre smeltekvaliteten. Endringer ble iverksatt i løpet av 2014 og våren 2015. Hos Sperre Metallstøperi har en vurdert effekten av nytt løpsystem på metallkvaliteten i et siktehus for en stridsvogn. En har gjennomført simulering av formfyllingsforløp ved hjelp av MAGMASOFT for å verifisere strømningsforholdene under støping av siktehuset. Det nye løpsystemet medvirker til et mer konsistent resultat ved støping av dem. Modellutstyret til siktehuset er justert og prøvestøpingen ga så lovende resultater at det nye løpsystemprinsippet er tatt i bruk på alle nye produkter som produseres på maskinformelinjen hos Norse Metal AS. Metallco Aluminium AS har satt i verk tiltak for å redusere plasking av aluminium i forbindelse med utstøping i kokiller for barrestøping som følge av prosjektet. En har gjennomført støpeforsøk med påstøping av støpelegeringen AlSi7Mg på staver av en knalegering i 6000 serien. En benyttet fire varianter av overflatebehandling på stavene. To ble vurdert som svært interessante og ble benyttet i nye forsøk i mars 2012. I disse forsøkene støpte en strekkstaver. I ettertid ble noen strukket til brudd med overraskende høy strekkraft. Hos Farsund Aluminium Casting har en gjennomført støping av komponenter i et kokilleverktøy som er tilpasset problemstillingen med påstøping av støpelegeringen AlSi7Mg på knalegeringen 6082.51. Flere forsøk var svært lovende og en skal i nye forsøk finne fram til de beste parameterne for vellykket sammenføyning. Disse forsøkene var svært interessante og en representant for en europeisk bilfabrikk var en svært nysgjerrig observatør. Simulering med MAGMASOFT og SutCast er gjennomført for å sikre at staven som skal støpes inn i støpelegeringen AlSi7Mg, sveises fast uten at en får fullstendig nedsmelting i prosessen. Påstøpingsforsøk ble gjennomført i desember 2013 hos FAC der de hadde forberedt et verktøy som gjorde det mulig å støpe inn en kanal i knalegeringen AA6061 i støpelegeringen AlSi7Mg. Et arbeid ble gjennomført på SINTEF høsten 2014 for å vurdere sveiseforbindelsene. Kanalene var før forsøkene behandlet på forskjellige måter for å oppnå god binding. I disse undersøkelsene var det et flux-middel (Nocolok) som ble bedømt som best. Støping av en enkel komponent med kjerne av vermikulitt viste at en vil få gassbobler rundt kjernen under støpingen. Dette skyldes at luften i det porøse kjernematerialet utvider seg som følge av oppvarmingen fra flytende aluminium. Dette problemet er teknisk løsbart ved oppvarming av vermikulittkjernene til smeltetemperaturen for legeringen, før påstøping. En har foreløpig antatt at økonomien i en slik prosess kan bli vanskelig.

AluCast er planlagt å gå over fire år med start 2011-07-01 til 2015-06-30. Prosjektet skal bidra til å finne nye og bedre slitasjebestandige aluminiumlegeringer og prosesser for tilvirkning av komponenter som er slitasjeutsatt. I denne sammenheng vil en bruke nye metoder for innblanding av partikler av silisiumkarbid og nanopartikler. En vil arbeide med optimalisering av smeltetransporten i støperiene fordi smeltekvaliteten gjerne forringes på flere trinn på grunn av plasking og omrøring. I denne sammen heng vil en benytte en faktor som har fått navnet bifilmindeks. Denne gir et mål på smeltekvaliteten og bør være så liten som mulig. Tynnvegget gods har lenge vært ønskelig for å redusere vekt på støpegods. Spesielt for transportformål er dette viktig. En vil i prosjektet forsøke nye metoder for konsistent produksjon av tynnveggede aluminiumkomponenter. I denne sammenheng vil simulering av støpeprosessen være helt avgjørende for å finne fram til riktige prosessparametere.