Nytt bindemedelsystem för metallformsprutning

Abstract (Swedish)

Från ett presspulver och ett nytt bindemedelssystem har en ny sammansättning för metallformsprutning utvecklats. Kraven som ställts på nya sammansättningen var att de ingående komponenterna ska vara homogent fördelade och att sammansättningen ska ha de rätta reologiska egenskaperna. Presspulvret bestod huvudsakligen av volframkarbid, kobolt och polyetylenglykol.
Presspulvret blandades med ytterligare nio organiska komponenter i en sigmabladsblandare för att framställa den nya sammansättningen. Genom försöksplanering kunde en statistisk analys av hur de organiska komponenterna påverkade den nya sammansättningen reologiskt och blandningsmässigt.
En experimentanalys utfördes för att försäkra att inga farliga reaktioner förekom under tillblandningen av den nya sammansättningen. Dem nio organiska komponenterna som tillsattes bestämdes under en förstudie som utfördes av samma författare som för detta examensarbete under sommaren 2018. Förstudien var baserad på patent, vetenskapliga artiklar, böcker och kunskap från handledare på Seco Tools.
För reologiska mätningar användes både en kapillär- och en rotationsreometer. Homogeniteten utvärderades med hjälp av en pyknometer och ett elektronmikroskop.
De reologiska egenskaperna påverkades till största del av den mängden polyetyleneglykol och förhållandet mellan mängden organiska ämnen och mängden presspulver. Antioxidanter, ytaktiva medel och ”backbone” polymeren visade sig vara det som påverkade homogeniteten för de nya sammansättningarna.
Totalt så producerade 41 unika sammansättningar varav fyra hade de rätta reologiska egenskaperna för att metallformsprutas. De fyra sammansättningarna metallformsprutades och sintrades. Från Seco Tools presspulver och ett nytt bindemedelssystem har en ny sammansättning för metallformsprutning utvecklats. Kraven som ställts på nya sammansättningen var att de ingående komponenterna ska vara homogent fördelade och att sammansättningen ska ha de rätta reologiska egenskaperna. Presspulvret bestod huvudsakligen av volframkarbid, kobolt och polyetylenglykol.

Popular Abstract (Swedish)

För att effektivisera och minimera kostnader för processer där tillskärning av metall är viktigt, har en ny sammansättning utvecklats för metallformsprutning.

Då en bil produceras krävs flera olika delar med väldigt precisa dimensioner; ett exempel på detta är motorn och dess delar. Motorn kommer ursprungligen från flera bitar av metall och för att få till de rätta dimensionerna krävs det väldigt precis skärmetoder för metall; För dessa skärmetoder används ofta skär som är producerade från hårdmetall. En hårdmetall är en metall som är väldigt slitstark och är vanligtvis ett billigare alternativ till diamant. Vid tillskärning av metall väljer man en hårdmetall som är mer slitstark än den metallen som ska skäras till och på grund av skillnaden i hårdhet kommer skäret av hårdmetall att bibehålla sin form under tillskärning. Hårdmetallskär används nästan inom alla industrier där metall finns tillgängligt, de absolut vanligaste är gruv-, olje- och transportmedelsindustrin.

För att minimera produktionskostnader och maximera kvalitén hos ett hårdmetallborr har en relativt ny produktionsmetod börjat användas: metallformsprutning. Metallformsprutning har sitt ursprung i formsprutning, vilket är en metod för att producera komplexa komponenter av plast väldigt snabbt. Metallformsprutning kan producera stora eller små volymer, komplex eller enkla geometrier samt forma skäret i ett enkelt steg. Metallformsprutning görs med en sammansättning som består av metall och polymer varpå man avdriver polymeren.
Seco Tools, som är ett företag beläget i Fagersta (Västmanland), är en av de största producenterna av hårdmetallskär i världen. Detta görs till största del med en teknik som heter pressning men med denna teknik kan man endast tillverka geometrisk primitiva skär, vilket har lett till att Seco Tools har intresserat sig mer för metallformsprutning
Syftet med examensarbetet var utveckla en ny sammansättning för metallformsprutning och med en ny sammansättning tror Seco Tools att man kan substituera stora delar av deras pressning med metallformsprutning; Detta tros kunna leda till mer komplexa skär vilket skulle kunna öka livslängden hos ett skär men också sänka priset eftersom man kan producera stora volymer med hjälp av metallformsprutning
Från examensarbetet hittades fyra sammansättningar med bra egenskaper för metallformsprutning. Detta har lett till att Seco Tools kommer fortsätta med resultaten från detta projekt för att vidareutveckla deras metallformsprutning.

• author: Rosencrantz, Bernard
• supervisor: Baozhong Zhang
• organization: Centre for Analysis and Synthesis
• alternative title: Ny sammansättning för metallformsprutning
• course: KASM15 20182
• year: 2019
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering; Chemistry
• language: English
• id: 8974603
• date added to LUP: 2019-05-03 11:28:01
• date last changed: 2019-05-03 11:28:01