AleMo - Advanced and Sustainable Aluminium Alloys for High-Pressure Die Cast Components for e-Mobility

AleMo har som overordnet mål å utvikle høytrykkstøpte aluminiumslegeringer med bedre egenskaper og/eller lavere CO2-utslipp for å øke bruken av det lette og miljøvennlige metallet aluminium i elektriske biler. Dette vil kunne føre til lavere utslipp, lengre kjørerekkevidde og lavere kostnader for nye kjøretøy. Bilindustrien har ambisiøse planer om å høytrykksstøpe store komponenter i aluminium. En stor høytrykksstøpt komponent kan erstatte mange enkeltkomponenter og dermed bidra til både økt produktivitet og reduserte kostnader. Disse store komponentene, i tillegg til nye elektriske komponenter (f.eks. batteribokser og elektriske motorhus), fører til et stort behov for spesialtilpassede aluminiumslegeringer. Krav til egenskaper varierer avhengig av hva delen skal brukes til og skiller seg fra kravene til mer tradisjonelle deler til fossilbiler. Prosjektet vil derfor starte med å definere hvilke legeringselementer som kan føre til de ønskede egenskapene ved å grundig evaluere grunnstoffene i periodesystemet. Oppbygging av dataprogrammer og simuleringsverktøy for å kjapt og effektivt forutsi hvilke egenskaper legeringene har vil starte umiddelbart. Uttesting av lovende legeringer basert på kjente tilsatselementer vil parallelt utføres i laboratorium og sammenlignes med simuleringsresultater. I tillegg vil muligheter for å redusere CO2-avtrykket til legeringene undersøkes ved å utvikle og teste mer miljøvennlige råmaterialer. Fullskala uttesting av en ny type silisium forlegering vil bli utprøvd i første fase av prosjektet, og suksessfulle resultater vil potensielt kunne føre til kommersialisering relativt tidlig i prosjektperioden. Karakterisering av tilgjengelig skrap fra det norske/nordiske markedet vil også inngå i den første utviklingsfasen for å evaluere potensialet for å tilsette forbrukerskrap i produksjonen av disse legeringene.

Reduced CO2 emissions and increased electrification are two of the most important trends in the automotive market. During the transition towards lower-emission vehicles, the average aluminium (Al) content in each vehicle is expected to increase significantly due continuous light-weighting and new emerging electrical components. Products based on high-pressure die casting (HPDC) of Al foundry alloys is believed to become particularly important. As one of the largest Al foundry alloy producers in Europe, Hydro Aluminium, together with Elkem (a world-leading Si producer), Stena (Norwegian subsidiary of Stena Recycling Group, the Nordic region's largest recycling company) and Nemak (a world-leading automotive component producer), in collaboration with R&D partners NTNU and SINTEF, has initiated this innovation project to meet the emerging demands from the automotive industry. The overall aim of the project is to develop HPDC Al alloys with superior properties and/or lower CO2 footprint for automotive light-weighting and electrification. Innovative alloys, which meet strict property requirements in the as-cast condition while maintaining sufficient castability for large volume production, will be developed. CO2 footprint reduction will be achieved by development of low CO2 Si raw materials, new alloying practices and reduced processing, in addition to introduction of post-consumed Al scrap based on innovative sorting and mapping methods. A combination of computation modelling for property prediction and chemistry mapping, and laboratory-scale trials will be used to accelerate the development process. Promising alloy candidates will be tested in full-scale serial production, and the CO2 footprint of the alloys will be well documented. A successful innovation project will significantly improve the leading market positions and profitability of Hydro, Elkem and Stena in their corresponding business sectors, as well as significantly reduced production cost for Nemak.