Tilbake til søkeresultatene

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena

HyForge(TM) - Low Pressure Casting material: a game changer towards high quality and cost- effective forging

Alternativ tittel: HyForge - LPC støpte smiemner: Et stort steg mot en høykvalitets og konstnadseffektiv smi-prosess

Tildelt: kr 9,6 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

295873

Prosjektperiode:

2019 - 2023

Midlene er mottatt fra:

I HyForge prosjektet har Hydro, Raufoss Technology, Raufoss Development og SINTEF jobbet sammen for å utforske potensialet som ligger i å benytte støpte aluminiumslegeringer for produksjon av smidde komponenter for bil-industrien uten å gå veien om ekstrudering. En slik ny og nedkortet prosessrute vil spare tid, kostnader og energiforbruk. Kjernen i prosjektet har vært å studere støpt materiale produsert ved hjelp av Low Pressure Casting (LPC), er en ny støpeteknologi for pressbolt utviklet av Hydro Aluminum R&D. Teknologien muliggjør også støping av bolter med små dimensjoner som i dag oppnås ved å gå via ekstrudering for å kunne produsere. I tillegg har materialet en svært uniform struktur, ingen støpefeil, og en jevn og fin overflate med minimalt av seigringer, som ellers må maskineres bort. Spørsmålene prosjektet har jobbet med å svare på er: kan dette støpte materialet gå rett inn i industrielle forme- og smi-prosesser uten å måtte gå veien om ekstrudering slik som i dag? Hvilke endringer i forme- og smi-prosessene må gjøres for at støpt materiale skal oppnå mekaniske egenskaper på linje med dagens ekstruderte materialer? Resultatene fra prosjektet har vist at støpt materiale kan konkurrere med dagens ekstruderte legeringer på egenskaper, men en tilpassing av prosessruten er nødvendig for å få ut legeringenes potensial. Prosjektet har koblet resultatene oppnådd på laboratorie-skala med tester gjennomført på industriell-skala. Flere eksperimentelle tester på laboratorieskala har blitt gjennomført for å oppnå økt forståelse av koblingen mellom valgt legering, respons under forming og varmebehandling, og resulterende mekaniske egenskaper. Erfaringene har deretter blitt overført til full-skala industrielle produksjon av prosjektets valgte demonstrator, hjuloppheng. Raufoss Technology og Raufoss Development har gjennomført nødvendige justeringer og endringer i produksjonslinjen for å produsere hjuloppheng fra støpt materiale med tilfredsstillende resultater. Ved siden av det eksperimentelle arbeidet har modeller av materialet, kriterier for brudd og simuleringer av relevante tester og produksjonstrinn blitt etablert. Dette har blitt brukt for å støtte opp den eksperimentelle aktiviteten og oppnå økt forståelse av hva som skjer underveis i formeprosessene. En korrekt materialmodell er nødvendig for å kunne stole på simuleringer og modeller av fremtidige produkter basert på støpt bolt.

The main outcome of HyForge is increased knowledge about how to utilize cast material for forging of high-quality suspension components, with the successful production of a demonstrator, reaching the requirements set for current products. The project will contribute to increased turnover and production of forgings at reduced cost in the years to come. Hydro Aluminium has entered the forging industry both at national and international level. Now, established as one of the main suppliers for premium forging stock in Europe, currently delivering cast stock ready to forge with a lower CO2 footprint compared to competitors. Raufoss Technology and Raufoss Development have successfully produced the project demonstrator in their production line which show that mechanical properties meeting property requirements can be obtained by forging from cast material. They have secured their global business position, extended existing business and opened new markets, and achieved a 20% increase in volume production, contributing to increased Norwegian export. A successful large volume implementation will provide a significant reduction in production cost. The project contributes to reduced energy consumption and material usage by eliminating extrusion from production process, in addition to offering CO2 savings by changing the source of the forging stock. For the society at large, the competence developed in HyForge will contribute to upholding and extension of the lead in aluminium forging technology in Norway and internationally, securing and increased employment at Husnes and Raufoss. The project partners can transfer competence built in the project to help other industries in their innovation attempts.

Forging is a process perfectly suited for forming advanced aluminium automotive parts with extremely high strength and fatigue properties and with a high degree of geometric freedom. Due to these attributes, the automotive industry is increasingly turning to forged aluminium components for light weighting suspension parts such as suspension arms, steering knuckles, and wheel carriers. The only disadvantage of components based on the forging process is the higher cost compared to solutions based on processes such as sheet forming, casting or extrusion. The main existing process routes to produce forging stock suffer from low quality ingots thus requiring extra process steps to fulfill the extreme product quality required for such forgings. In principle these extra steps are required to remove any inhomogeneity, at or close to the surface, detrimental to the product quality. The idea of this project is to exploit a new way of producing high quality ingot material for forging to drastically simplify and shorten the process route, and thereby to achieve to achieve a 80 MNOK/year increased turnover and produce forgings at reduced cost. The new route relies on the recently developed Low Pressure Casting (LPC) of Hydro Aluminium R&D. The LPC enables casting of small dimension billets of high strength and high quality that can be forged without the need for extra process steps. The main challenge in this project is to adjust the alloy and the process route with respect to each other such that the forged product fulfills the requested specifications. The approach is highly innovative as it combines the most recent innovation in casting, LPC, by Hydro R&D with tailored advances in forging processes for most demanding product applications.

Budsjettformål:

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena