Advanced

Tekniska förutsättningar för spånsmide av mässingskomponenter

Johansson, Jakob LU and Ivarsson, Lisa LU (2016) MMTM01 20161
Production and Materials Engineering
Abstract (Swedish)
Vid all skärande bearbetning bildas spånor som en biprodukt. Mängden spånor varierar beroende på hur arbetsstycket och slutprodukten ser ut. I vissa fall är det 70-80 % av utgångsmaterialet som omvandlas till spån under förädlingen. Skärspånen måste återvinnas på något sätt och det vanligaste sättet att återvinna materialet är att skicka tillbaka restprodukten till leverantören som smälter ner det och gjuter om det till nytt råmaterial. Genom detta förfarande kan material skickas fram och tillbaka mellan råvaruleverantören och det producerande företaget.
AB Markaryds Metallarmatur, MMA, tillverkar komponenter till värmesystem i mässing. Mässing är en legering, i huvudsak bestående av koppar och zink men kan även innehålla andra... (More)
Vid all skärande bearbetning bildas spånor som en biprodukt. Mängden spånor varierar beroende på hur arbetsstycket och slutprodukten ser ut. I vissa fall är det 70-80 % av utgångsmaterialet som omvandlas till spån under förädlingen. Skärspånen måste återvinnas på något sätt och det vanligaste sättet att återvinna materialet är att skicka tillbaka restprodukten till leverantören som smälter ner det och gjuter om det till nytt råmaterial. Genom detta förfarande kan material skickas fram och tillbaka mellan råvaruleverantören och det producerande företaget.
AB Markaryds Metallarmatur, MMA, tillverkar komponenter till värmesystem i mässing. Mässing är en legering, i huvudsak bestående av koppar och zink men kan även innehålla andra legeringsämnen såsom bly, kisel och tenn. Legeringen passar bra för produkter i värmesystem eftersom den har bra korrosionsmotstånd och är lättbearbetad genom varmpressning och skärande bearbetning. Blyet i legeringen gör mässingen mer lättbearbetad genom att sänka dess hållfasthet men bly är en skadlig tungmetall och det är sannolikt att legeringar med hög blyhalt kommer att fasas ut på sikt. Komponenter i blyfria legeringar är idag dyrare än legeringar med högre blyhalt, därför söker företag som arbetar med produktion av mässingsdetaljer nya sätt att reducera tillverkningskostnaden.
I examensarbetet har möjligheten att återvinna skärspån från tre olika mässingslegeringar, CW614N, CW510L och CW724R, genom varmsmidningsoperationer undersökts, genom att kompaktera spånen till grönkroppar och sedan smida dem till olika geometrier. Spånen smids till samma form som en av MMAs högvolymprodukter och en provstav för att kunna utvärdera det smidda materialets mekaniska egenskaper. Olika processparametrar har undersökts för att se hur de påverkar den smidda produktens hållfasthet.
Undersökningarna visar att spånornas storlek inte har någon avgörande betydelse för slutresultatet och att regioner med hög deformationsgrad har en mer homogen materialstruktur. Hållfastheten i materialet är mycket lägre än i utgångsmaterialet eftersom spånorna inte binds ihop tillräckligt bra under smidningen. De smidda detaljerna har tillräckligt bra hållfasthet för att klara av att bearbetas på samma sätt som detaljer smidda från stångmaterial och funktionstest har utförts. Funktionstestet visade att 62,5 % av detaljerna smidda i den blyade legeringen CW614N klarade testet och att ingen av de testade detaljerna i den lågblyade legeringen CW510L blev godkända. En analys av legeringssammansättningen före och efter smidning visade att sammansättningen är opåverkad av smidningsprocessen.
Det återstår en del utvecklingsarbete för att få fram en fungerande metod redo att implementeras i industrin men resultaten som presenteras i rapporten visar på att det är möjligt att smida skärspån till material som går att använda på samma sätt som stångmaterialet används idag. Det finns stora vinster att göra på att vidareutveckla metoden, både miljömässiga och ekonomiska. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Spånor är en restprodukt som är oundviklig vid skärande bearbetning, 70-80 % av ursprungsdetaljen kan i vissa fall omvandlas till spånor. Det vanligaste sättet att återvinna dessa spånor är att smälta om dem på ett smältverk och skapa nytt råmaterial. Detta är en process som är både tids- och energikrävande och kräver logistik för bland annat transport och hantering. Detta examensarbete presenterar en metod för att kompaktera spånorna och smida om dem till nya detaljer med samma egenskaper som detaljer baserade på råmaterial. Resultaten visar att vissa spånor bildar en homogen materialstruktur samt att en del detaljer klarade funktionstestet. Metoden har potential att i framtiden bli implementerad i industrin och det finns stora vinster på... (More)
Spånor är en restprodukt som är oundviklig vid skärande bearbetning, 70-80 % av ursprungsdetaljen kan i vissa fall omvandlas till spånor. Det vanligaste sättet att återvinna dessa spånor är att smälta om dem på ett smältverk och skapa nytt råmaterial. Detta är en process som är både tids- och energikrävande och kräver logistik för bland annat transport och hantering. Detta examensarbete presenterar en metod för att kompaktera spånorna och smida om dem till nya detaljer med samma egenskaper som detaljer baserade på råmaterial. Resultaten visar att vissa spånor bildar en homogen materialstruktur samt att en del detaljer klarade funktionstestet. Metoden har potential att i framtiden bli implementerad i industrin och det finns stora vinster på att vidareutveckla metoden, både miljömässiga och ekonomiska. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Johansson, Jakob LU and Ivarsson, Lisa LU
supervisor
organization
alternative title
Technological requirements for chip-forging of brass components
course
MMTM01 20161
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Mässing, Återvinning, Varmsmidning, Hållbar Produktion, Brass, Recycling, Hot Forging, Sustainable Production
report number
CODEN:LUTMDN/(TMMV-5277)/1-95/2016
language
Swedish
id
8877487
date added to LUP
2016-06-15 15:08:29
date last changed
2016-06-15 15:08:29
@misc{8877487,
  abstract     = {Vid all skärande bearbetning bildas spånor som en biprodukt. Mängden spånor varierar beroende på hur arbetsstycket och slutprodukten ser ut. I vissa fall är det 70-80 % av utgångsmaterialet som omvandlas till spån under förädlingen. Skärspånen måste återvinnas på något sätt och det vanligaste sättet att återvinna materialet är att skicka tillbaka restprodukten till leverantören som smälter ner det och gjuter om det till nytt råmaterial. Genom detta förfarande kan material skickas fram och tillbaka mellan råvaruleverantören och det producerande företaget.
AB Markaryds Metallarmatur, MMA, tillverkar komponenter till värmesystem i mässing. Mässing är en legering, i huvudsak bestående av koppar och zink men kan även innehålla andra legeringsämnen såsom bly, kisel och tenn. Legeringen passar bra för produkter i värmesystem eftersom den har bra korrosionsmotstånd och är lättbearbetad genom varmpressning och skärande bearbetning. Blyet i legeringen gör mässingen mer lättbearbetad genom att sänka dess hållfasthet men bly är en skadlig tungmetall och det är sannolikt att legeringar med hög blyhalt kommer att fasas ut på sikt. Komponenter i blyfria legeringar är idag dyrare än legeringar med högre blyhalt, därför söker företag som arbetar med produktion av mässingsdetaljer nya sätt att reducera tillverkningskostnaden.
I examensarbetet har möjligheten att återvinna skärspån från tre olika mässingslegeringar, CW614N, CW510L och CW724R, genom varmsmidningsoperationer undersökts, genom att kompaktera spånen till grönkroppar och sedan smida dem till olika geometrier. Spånen smids till samma form som en av MMAs högvolymprodukter och en provstav för att kunna utvärdera det smidda materialets mekaniska egenskaper. Olika processparametrar har undersökts för att se hur de påverkar den smidda produktens hållfasthet.
Undersökningarna visar att spånornas storlek inte har någon avgörande betydelse för slutresultatet och att regioner med hög deformationsgrad har en mer homogen materialstruktur. Hållfastheten i materialet är mycket lägre än i utgångsmaterialet eftersom spånorna inte binds ihop tillräckligt bra under smidningen. De smidda detaljerna har tillräckligt bra hållfasthet för att klara av att bearbetas på samma sätt som detaljer smidda från stångmaterial och funktionstest har utförts. Funktionstestet visade att 62,5 % av detaljerna smidda i den blyade legeringen CW614N klarade testet och att ingen av de testade detaljerna i den lågblyade legeringen CW510L blev godkända. En analys av legeringssammansättningen före och efter smidning visade att sammansättningen är opåverkad av smidningsprocessen.
Det återstår en del utvecklingsarbete för att få fram en fungerande metod redo att implementeras i industrin men resultaten som presenteras i rapporten visar på att det är möjligt att smida skärspån till material som går att använda på samma sätt som stångmaterialet används idag. Det finns stora vinster att göra på att vidareutveckla metoden, både miljömässiga och ekonomiska.},
  author       = {Johansson, Jakob and Ivarsson, Lisa},
  keyword      = {Mässing,Återvinning,Varmsmidning,Hållbar Produktion,Brass,Recycling,Hot Forging,Sustainable Production},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Tekniska förutsättningar för spånsmide av mässingskomponenter},
  year         = {2016},
}