Nya ytbeläggningar för verktyg i metallbearbetning
- Diarienummer
- SM09-0033
- Start- och slutdatum
- 100101-121231
- Beviljat belopp
- 714 400 kr
- Förvaltande organisation
- Seco Tools AB
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Verktyg för maskinbearbetning är en av få sektorer inom svensk industri som fortfarande är världsledande med ca 35 % av marknaden. För att behålla/förbättra denna position krävs en ständig produktutveckling och nya lösningar. Detta projekt skall lägga grunden för nästa generations nya skiktutvecklingskoncept av tribologiska beläggningar (och verktyg) baserat på nanokristallina material och ökad kunskap av kritiska förslitningsmekanismer. Specifikt ämnar vi: - Etablera ny materialdesign och synteser med förbättrade temperaturegenskaper, - Utöka kunskapen kring förslitningsmekanismer vid skärande bearbetning, - Utforska underliggande förslitnings/deformations mekanismer, kemi och struktur av gränsytan mellan belagt verktyg och arbetsmaterial för ovan nämnda nanostrukturerade material. Vi avser att anpassa de termiska och mekaniska egenskaperna genom att kombinera nanolaminerade och nanokristallina komposit strukturer för att erhålla förbättrade ytbeläggningsegenskaper vid metall bearbetning. Som verktyg för att nå detta tänker vi kombinera bågstråleförångning för syntes av nanostrukturerade material samt FIB och analytisk TEM för studier av strukturella förändringar av verktygsytan under bearbetning.
Populärvetenskaplig beskrivning
Föreslaget projekt skall lägga grunden för morgondagens ytbeläggningar, främst ytbeläggningar som används på verktyg för skärande bearbetning. Dock är det så att de vetenskapliga landvinningar som kommer att göras är av sådan natur att de är tillämpbara även inom andra applikationsområden. Faktum är att just verktygsindustrin är kanske Sveriges enda industri som verkligen är världsledande, tillsammans har Sandvik Tooling AB och SECO Tools AB ca 35% av världsmarknaden. Lägger man därtill den internationellt mycket välrenommerade forskningsverksamhet som bedrivs vid Linköpings universitet så är hårda ytbeläggningar och verktyg ett svenskt styrkeområde. Projektet kommer att från denna starka utgångspunkt arbeta med morgondagens skikt. Vi föreslår ett nytt koncept för att förbättra skiktens termiska och tribologiska egenskaper som bygger på kontollerad nanostrukturering vid skäreggen. Idag vet vi att temperaturen vid skäreggen är ca 1000C. Vi avser att anpassa de termiska och mekaniska egenskaperna genom att kombinera nanolaminerade och nanokristallina komposit strukturer. För att adressera detta ämnar vi utveckla och använda karakteriseringsmetoder av skäreggen, speciellt för studier av mellanytan verktyg/arbetsmaterial samt länka dessa till utförda skärtester på ett rationellt vis. På så sätt kan vi avgöra om erhållen struktur har den effekt som önskas från beläggningsmaterialet, via kemiska bindningar, och fasomvandlingar/mikrostrukturutveckling till materialegenskaper. Lägger man till syntesmetoden vi använder så har vi möjlighet att designa mycket sofistikerade beläggningar med förbättrade egenskaper. Detta projekt är därför en plattform för den svenska verktygsindustrin att i framtiden möta den ökande konkurrens som förväntas från främst Kina och ge möjlighet att vinna ytterligare marknadsandelar. Även om Sverige är marknadsledande så finns det fortfarande 65% att erövra.