Press-støping av aluminium og magnesiumlegeringer

  • doktorgrader

Press-støping er en støpemetode som brukes til å produsere blant annet bilkomponenter. I løpet av tusendels sekunder fylles flytende metall i en form der metallet størkner under høyt trykk, ofte med 1000 tonn lukkekraft.

I doktoravhandlingen sin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU har sivilingeniør Hans Ivar Laukli undersøkt press-støping av aluminium og magnesiumlegeringer.

Markedet for press-støping vokser enormt. Det skyldes mulighetene som ligger i å produsere støpegods som samler flere funksjoner i en geometrisk komplisert komponent, uten behov for videre bearbeiding.

Kravene til jevnt gode mekaniske egenskaper, og spesielt seighet, er høye. Sluttegenskapene til press-støpt gods er styrt av blant annet prosessparametre og mikrostruktur.

Det ligger derfor store utfordringer i å forstå hvordan støpestrukturene dannes og påvirkes av prosessparametre.

Laukli har undersøkt størkningen av aluminium-silisium og magnesium-aluminium støpelegeringer under press-støping.

En stor del av arbeidet er utført ved Norsk Hydros forskningssenter på Herøya, som har investert i en ny og velutstyrt press-støpemaskin. Laukli har sett på hvordan legeringssammensetning og temperaturforhold påvirker mikrostrukturen.

Arbeidet presenterer ny kunnskap om kornstruktur- og seigringskarakteristika, og nye mekanismer er presentert for å beskrive dannelsen av seigringsdefekter.

Resultatene har bidratt til industrielle investeringer for å redusere metallets varmetap tidlig i press-støpeprosessen. Videre bidrar resultatene til nye og forbedrede modeller som brukes for å forutsi mikrostruktur og defekter i press-støping.

Avhandlingen har tittelen «High Pressure Die Casting of Aluminium and Magnesium Alloy - Grain Structure and Segregation Characteristics / Press-støping av aluminium og magnesiumlegeringer - kornstruktur og seigringskarakteristika».

Arbeidet er utført ved Institutt for materialteknologi, NTNU, med professor Otto Lohne som hovedveileder og professor Lars Arnberg som medveileder. Det er finansiert av Norges forskningsråd, Hydro Aluminium, Elkem Aluminium, Alcoa Automotive Castings, Scandinavian Casting Centre og Fundamus.