Sustainable Solution for high performance PM steels: SSPM

Forskare: Patrick Korir och Marta-Lena Antti

Projektet kommer utveckla en ny metod för att uppnå hög prestanda i låglegerade pulvermetallurgiska stålkomponenter baserat på en hållbar tillverkningsväg. Syftet är att uppnå ökad härdbarhet av strukturella metaller för industriella applikationer genom ersättning av legeringselement och minskat CO2-fotavtryck.

Powdermetallurgi (PM) med press- och sintermetoden är en viktig process för tillverkning av högpresterande komponenter i stora volymer. PM har flera fördelar, men står inför en central utmaning när det gäller att uppnå cirkularitet för Fe–Cu–C-material som används i PM-stål. Koppar (Cu) och nickel (Ni) är kritiska legeringselement. Återvinning av Cu med dagens stålåtervinningsprocesser har visat sig vara svår. Ni tillsätts som legeringselement eftersom det förbättrar härdbarheten hos PM-stål.

Detta projekt fokuserar på att etablera en metod för att ersätta dessa element med mer hållbara alternativ. Inblandning av krom (Cr), mangan (Mn) och kisel (Si) kan ge liknande egenskaper i PM-stål som Ni och Cu. Utmaningen med dessa element är att hitta den bästa legeringsmetoden för att introducera dem i PM-stål, eftersom de lätt oxiderar. Projektet undersöker därför masterlegering (MA) som en föredragen metod för att legera PM-stål med dessa element, tillsammans med en föreslagen processväg.

Hållbarhetsaspekter

Projektet bidrar till hållbar utveckling genom att minska miljöpåverkan från tillverkningsprocessen. Fokus ligger på att ersätta Ni och Cu med Mn och Cr i pulvermetallurgiska metallpulver. Ett centralt problem med användningen av koppar är återvinningsbarheten av komponenter efter slutanvändning, eftersom det är svårt att avlägsna koppar från stål i dagens återvinningsprocesser. Nickel är å andra sidan förknippat med ett stort koldioxidavtryck från utvinning till färdig produkt.

Dessutom förväntas en ökad konkurrens om dessa kritiska material i och med omställningen till elfordon, där de används i stor utsträckning i batterier. En ersättning med krom och mangan gör komponenterna lättare att återvinna och minskar beroendet av kritiska material. Vidare har råmaterialen Cr och Mn ett lägre koldioxidavtryck jämfört med Ni.

Projektgrupp

• Huvudsökande: Marta-Lena Antti
• Industridoktorand: Patrick Kiprotich Korir, Höganäs AB

Projektsida på WISE webbplats

• Sustainable solution for high performance PM steels (SSPM)