Förändringar i materialet hindrar metallerna från att fastna
När vissa metaller formas är det vanligt att en del av arbetsmaterialet fastnar på verktygen som sedan repar metallytan, så kallad galling. Magnus Hanson vid Uppsala universitet har i sin avhandling studerat fenomenet och hur man, genom att förändra materialet i verktygen, kan undvika att metallerna fastnar. Han försvarar sin avhandling den 15 februari.
Metallformning används vid tillverkning av en stor mängd olika föremål, bland annat burkar, rör, tråd och bilkarosser. Problemet med galling är speciellt vanligt då man formar material som rostfritt stål, aluminium och titan. En möjlighet är att använda smörjmedel för att undvika att materialen fastnar i varandra, men eftersom många smörjmedel är skadliga för miljön är inte heller det någon ultimat lösning.
För att förstå vad som sker i gränsytan mellan materialen när de fastnar i varandra har Magnus Hanson testat olika materialkombinationer i en speciell friktionstestsutrustning, och sedan undersökt ytorna med avancerad analysutrustning. I avhandlingen visar han att det inte, som man tidigare trott, krävs metallisk kontakt för att två ytor ska fastna vid varandra.
– En allmän uppfattning är att galling inte kan förekomma ifall det finns ett smörjmedel eller en oxid mellan ytorna. Men jag upptäckte att problemen med att forma rostfritt stål till stor del beror just på dess oxid, som mycket lätt fastnar på verktygsytan, berättar han.
I vissa fall går det att minska risken för galling genom att ändra på den kemiska sammansättningen i verktygsmaterialen. Verktyg som är ytbelagda med vanadinnitrid fastnar till exempel lätt i rostfritt stål, men risken minskar avsevärt ifall man minskar mängden kväve i verktygsmaterialet.
Hur blank och välpolerad verktygsytan är har också betydelse. Är ytan repig kommer det alltid att fastna arbetsmaterial på verktyget, oavsett vilken kemisk sammansättning verktyget eller arbetsmaterialet har. Vissa material, som aluminium och titan, har dock en tendens att fastna oavsett hur fin verktygets yta än är.
– En möjlig förklaring är att de här metallerna har oxidskikt som är betydligt hårdare än själva grundmaterialet. Oxiden spricker lätt upp när det underliggande materialet deformeras och bildar vassa, hårda partiklar som tränger in och fastnar i verktygsytan, förklarar Magnus Hanson.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta Magnus Hanson, 073-964 92 73, e-post: Magnus.Hanson@angstrom.uu.se
