Search

Laserpåsvetsning och laserytimpregnering är additiva tillverkningsmetoder som kan användas för att förlängakomponenters livslängd och specialanpassa ytor med avseende på friktions-, slitage- och korrosionsegenskaper.Duroc Laser Coating i Luleå är störst i Sverige på laserytbehandlingar men saknar objektiv data på friktionsoch nötningsegenskaperna hos de laserpåsvetsade materialen vilket har varit det huvudsakliga målet med dettaarbete att ta fram.Tolv material, varav tre referensstål för jämförelse, har testats enligt en något modifierad ASTM G132 standard avseende tvåkroppsabrasion. Resultaten visade att det abrasiva nötningsmotståndet ökade med ökandehårdhet. Tre material med karbidpartiklar i ytskiktet uppvisade överlägset högst nötningsmotstånd. Ytornahar undersökts med svepelektronmikroskop och ytprofileringsmätningar efter testerna för att karakterisera debakomliggande nötningsmekanismerna.Materialens mikrostruktur, hårdhet och deformationshärdning närmast ytan efter abrasiv nötningsprovninghar undersökts. De mjukaste materialens mikrostruktur hade deformerats i glidriktningen medans resterandematerials mikrostruktur var opåverkad. Koboltlegeringarna uppvisade högst deformationshärdning.Åtta material, varav två referensstål, har testats enligt ASTM G99 i en pin-on-disk uppställning för att undersöka adhesivt nötningsmotstånd och friktionsegenskaper med lagerstål som mötande material. Resultatenvisade att de tre koboltbaserade legeringarna som testades hade lägst och stabilast friktion med minst materialöverföring, medans ett brons som testades hade högst friktion och materialöverföring. Ett rostfritt stål hadelägst nötning.Målen med arbetet har uppnåtts och den tribologiska prestandan har kartlagts för de material som ingått iarbetet. Metodiken som tagits fram under arbetets gång kan även användas för att göra ytterligare materialkarakterisering i framtiden.

Detta arbete undersöker huruvida reparation genom påläggsvetsning kan användas på tågrälsar i Stockholms tunnelbana istället för tillverkning av nya. Olika metallpulver och slitageprofiler analyseras genom en livscykelanalys ur vilken energiförbrukning och CO2-utsläpp jämförs med konventionell tillverkning av tågrälsar. Utifrån olika rekommendationer gällande maximalt sido- och höjdslitage av en rälprofil, skapades en CAD-modell i Solid Edge ur vilken volymen av beläggningen togs fram. Beräkningen av livscykel gjordes sedan med hjälp av programmet CES EduPack och dess inbyggda verktyg Eco Audit tool. Resultatet som togs fram var att laserpåsvetsning minskar både CO2-utsläppen och energiåtgången markant under både transport, tillverkning och materialframtagning för alla material och slitagefall som testades. Som mest sänktes CO2-utsläppen med 95 % och som minst med 85 %. Energiåtgången minskade som mest med 95 % och som minst med 67 %. Materialet som ansågs vara mest lämplig för påläggssvetsning var Rockit 401, då denna bidrog till största minskningen av energiåtgång och koldioxidutsläpp samt hade bäst egenskaper gällande sprickbildning samt hårdhet., This report investigates the method of laser cladding and its possibility to repair worn down subway tracks as an alternative to manufacturing new ones. Different types of metal powders and wear profiles were studied through a life cycle analysis from which the energy consumption and carbon dioxide emissions were compared to the conventional method of manufacturing rails. Based on data and recommendations for maximum wear a CAD-model in Solid Edge was constructed, from which the volume of the coating was calculated. The life cycle analysis were calculated using the program CES EduPack and its built-in application Eco Audit tool. The result is that laser cladding will lower both the carbon dioxide emission and the energy consumption significantly during both transport, manufacturing and production for every material and wear profiles that were tested. The biggest reduction for carbon dioxide emissions was 95 % and the lowest was 85 %. The biggest reduction of energy consumption was 95 % and the lowest was 67 %. The material that was considered the most suitable for our purpose was Rockit 401 since it contributed to the biggest reduction of both energy consumption and carbon dioxide emission. Rockit 401 also showed good properties regarding cracking and hardness.

Ground engaging tools are very important components of machinery for agricultural applications, such as soil tillage. Ploughshare points serve as the first point of contact between ploughs and the hard minerals in the soil. One of the biggest problems that these tools encounter is abrasive wear, which decreases tillage quality, causes frequent tillage stops, increases fuel consumption of the tractor, and results in soil erosion. During this investigation, wear measurement, surface profiling and microscopic analysis were performed on three share point samples running in silica and granite sand – two points were commercial ones made of steel EN 22MnB5 and hardened. They served as commercial references. A third share point was also a commercial EN 22MnB5 one, but not hardened and laser cladded by a Ni-base + 50% carbide powder mix (Höganäs 1559–40 + 50% 4590). The abrasive wear testing was performed in an especially designed carousel tribometer. The laser cladded sample suffered only 30% of the wear shown in the EN 22MnB5 reference sample running under the same conditions., Jordbearbetningsverktyg är väldigt viktiga komponenter i maskiner för jordbruksapplikationer, såsom jordbearbetning. Det är skärbladet på plogen, den så kallade plogbillen, som står för kontakten mellan plogen och de hårda mineralerna i jorden. Ett av de största problemen som dessa verktyg möter är abrasivnötning, som gör att verktygen efter en tid blir ineffektiva och bland annat orsakar frekventa stopp, erosion av marken och låg jordkvalité på grund av den försämrade jordbearbetningen samt ökar traktorns bränsleförbrukning. I denna undersökning testades provbitar av två olika slags stål runt i kvarts- respektive granitsand, och därefter utfördes mätningar på den nötning som skett samt även ytprofilering och mikroskopi gjordes. Testerna utfördes i kvartsand och i granitsand. Provbitar var två kommerciellt tillverkad härdade skärblad gjorda i stål EN 22MnB5. Ett tredje skärblad var också en komerciellt gjord i EN 22MnB5 stål men ohärdad och laserpåsvetsad med Ni-bas + 50% karbid pulverblandning (Höganäs 1559-40 +50% 4590). Provkörningarna utfördes i en speciellt utvecklad karusell-tribometer. Resultatet från provningarna visade att i fallet med laserpåsvetsade bitarna så var nötningen endast 30% relativt nötningen som EN 22MnB5-provet uppvisade under samma förutsättningar.