Impinging jet teknik för kylning av stål

Vid Högskolan i Gävle har det byggts en testbädd för att med ny avancerad impinging jet teknik värmebehandla metaller. I testbädden kan man genom datorsimulering testa och optimera kylprocesser. De beräknade resultaten verifieras därefter i fysiska testutrustningar, vilka kan anpassas för gods och komponenter med olika utformning. Testbädden drivs i ett projekt finansierat av Vinnova, Tillväxtverket (ERUF), Region Gävleborg och Region Dalarna. Testbädden är en resurs som är tillgänglig för företag som är intresserade av att genom värmebehandling öka prestanda och förbättra egenskaper på metalliska komponenter och produkter.

Impinging jet är kunskapen om hur man med avancerad kontroll kan styra strålar av luft, vatten, eller andra medier för att uppnå önskade effekter. Tekniken har länge varit uppmärksammad inom forskningen och har flera industriella tillämpningar, såsom att styra luftslussar och ventilering, eller kylning under svåra förhållanden såsom gasturbinblad eller elektronikkomponenter.

Stål är ett kristallint material som, beroende av sammansättning och värmebehandling, kan ha ett flertal olika strukturer. Stålets egenskaper såsom hållfasthet, hårdhet, seghet, mm, är i huvudsak ett resultat av vilka olika strukturer det innehåller. Värmebehandling och särskilt kylprocessen är därför ett viktigt verktyg för att ge det färdiga stålet önskade egenskaper. Detta gäller både vid tillverkningen i stålindustrin, och vid den värmebehandling som ofta sker av färdiga komponenter och produkter i verkstadsindustrin. Samma förhållande gäller även för flertalet andra metalliska material.

Forskare vid Högskolan i Gävle har under professor Bahram Moshfegh’s ledning lång erfarenhet av arbete med impinging jet inom olika tillämpningsområden. Sedan åtta år arbetar forskarna med att utveckla impinging jet tekniken för kylning av metaller från höga temperaturer. Tekniken gör det möjligt att skapa kylprocesser som ger stålet förbättrade prestanda i flera avseenden:

  • Kyleffekten kan ökas och kylförloppet styras så att större härddjup uppnås.
  • Kylningen kan utformas så att den är kontrollerat flexibel över tiden. Det är då möjligt att följa mycket bestämda kylkurvor, vilket har stor betydelse för att få den struktur och de egenskaper man vill ha i metallen.
  • Det är möjligt att på ett kontrollerat sätt styra kylningen över ytan. Detta kan användas för att kompensera för hörn, kanter, eller varierande tjocklek på det gods som ska kylas, så att samma kylningsförhållanden gäller i godsets alla delar. Ett resultat är då en minskad risk för oönskade restspänningar.
  • En varierad kylning över ytan kan också användas för att skapa olika strukturer och därmed olika egenskaper i olika delar av en komponent.
  • En hög kyleffekt ger hög temperatur på kylmedlet vilket ökar värdet på restvärmen.
  • En förbättrad kylning gör att samma härdresultat kan åstadkommas med mindre mängd dyra legeringar i stålet.
  • Tekniken gör även att samma kyleffekt kan åstadkommas med minskad förbrukning av vatten. Detta är av stor betydelse särskilt i områden där vatten är en bristvara.

Finansiärer

Kontakt

Projektledare

Professor Bahram Moshfegh

Telefon: 070-8464647

E-post: bmh@hig.se

Publicerad av: Eva Wännström Sidansvarig: Gunilla Mårtensson Sidan uppdaterades: 2019-09-16
Högskolan i Gävle
www.hig.se
Box 801 76 GÄVLE
026-64 85 00 (växel)