Ett steg närmare strukturellt aluminium i bilindustrin

Att göra fordon lättare är en viktig del i att minska transportsektorns utsläpp. I sin doktorsavhandling har Justine Decrozant-Triquenaux, doktorand i maskinelement, undersökt några av de tribologiska utmaningar som uppstår när aluminium används som lättviktsmaterial i fordonsindustrin.

– Vi ser olika smörjningsmekanismer i spel och flera lovande smörjmedelsformuleringar och PVD-beläggningar. Nästa steg är att testa de mest relevanta kombinationerna under förhållanden som ligger närmare verklig produktion, säger Justine Decrozant-Triquenaux, doktorand i maskinelement vid Luleå tekniska universitet.

Transportsektorn står för omkring en fjärdedel av EU:s totala utsläpp av växthusgaser. För att nå klimatmålen krävs innovation inom både material och tillverkningsprocesser. En effektiv väg mot minskade utsläpp är att bygga lättare fordon som kräver mindre energi för att drivas.

Justine Decrozant-Triquenaux, doktorand i maskinelement vid Luleå tekniska universitet. Foto: Petra Älvstrand

Förståelse för kontakt vid varmformning

Höghållfasta aluminiumlegeringar är lovande material tack vare sin låga vikt i kombination med hög hållfasthet. De ger en bra balans mellan viktminskning och passagerarsäkerhet, men deras användning i större skala har hittills varit begränsad – särskilt i bärande delar av bilkarosser. Vid formning i höga temperaturer tenderar aluminium att fastna på verktygsstålet, vilket komplicerar produktionen.

– Eftersom höghållfasta aluminiumlegeringar har dålig formbarhet vid rumstemperatur måste de formas vid höga temperaturer. Men vid dessa temperaturer fastnar aluminium lätt på verktygen, vilket i dag hindrar produktion i större skala, förklarar Justine Decrozant-Triquenaux.

Hennes resultat visar att kombinationen av rätt smörjmedel och ytbehandlingstekniker är avgörande för att förhindra att aluminium överförs till verktygen. Ytjämnheten hos verktygsstålet spelar dessutom en dubbel roll – både fördelaktig och problematisk.

– Ytråheten kan orsaka fårbildning i det mjuka aluminiumet, men den hjälper också till att behålla smörjmedel i kontaktytan, särskilt vid begränsad smörjning, säger Justine Decrozant-Triquenaux.

Genom att kombinera smörjmedel och ytbehandlingar ger hennes forskning nya insikter om hur dessa parametrar samverkar vid varmformning av aluminiumlegeringar. På sikt kan resultaten bidra till utvecklingen av industriella processer för att tillverka lättare, mer energieffektiva fordon.

– Jag hoppas att resultaten kan hjälpa forskarsamhället att bättre förstå samspelet mellan smörjmedel och ytbehandling, säger Justine Decrozant-Triquenaux.

• Maskinelement