KK-stiftelsen: Mikrostrukturell design av hårdmetall för bergborrtillämpningar
KK-stiftelsens program HÖG, Forskningsprojekt vid nya lärosäten, skapar möjligheter till nära samarbete mellan akademi och näringsliv. Programmet etablerar och utvecklar nya forskningsområden och framtida grupperingar och bidrar till utveckling och stärkt konkurrenskraft för deltagande företag.
Mikrostrukturell design av hårdmetall för bergborrtillämpningar
Syfte och mål
Projektets syfte är att öka den allmänna förståelsen kring den tribologiska kontakten mellan hårdmetall och berg eller malm, och mer specifikt kartlägga de mekanismer som styr nötningen av hårdmetallen i olika bergborrtillämpningar. Den nyvunna kunskapen förbättrar möjligheten att designa nya hårdmetallsorter med sammansättning och mikrostruktur optimerade för olika typer av bergborrning.
Förväntade effekter och resultat
Sandvik Mining Rock Tools och Atlas Copco kan som ledande tillverkare av hårdmetall utveckla nya hårdmetallsorter anpassade för att motverka nötningsmekanismer som dominerar i olika bergborrtillämpningar. Forskare vid Högskolan Dalarna och Uppsala universitet kommer i samverkan med forskare på företagen tillsammans bygga upp en unik kompetens och sprida kunskap inom området också till andra intressenter inom detta och närliggande tillämpningsområden.
Planerat upplägg och genomförande
Forskningsarbetet baseras på bergborrprovning i fält samt väldefinierade förenklade test i laboratoriemiljö. I båda fallen karakteriseras de nötta hårdmetallytorna med hjälp av avancerade mikroskopi- och ytanalysmetoder såsom FEG-SEM, EDS, EBSD, AES, AFM och FIB. På så vis kommer vi att i mikroskala avslöja vad som hänt i hårdmetallens kontaktyta mot berg eller malm, med fokus framförallt på de mekanismer som styr nedbrytningen av hårdmetallstrukturen.
Forskningsutförare
Högskolan Dalarna, Akademin Industri och samhälle
Uppsala universitet, Institutionen för teknikvetenskaper
Sandvik Mining Rock Tools
Atlas Copco Secoroc
Projektledare
Mikael Olsson, Högskolan Dalarna
Projektets löptid
2016-2018
Projektets målsättning är att via ökad förståelse för de mekanismer som styr förslitningen av hårdmetall i kontakt med berg och malm kunna designa nya hårdmetallsorter med förbättrad tribologisk prestanda. Bilderna illustrerar exempel på tribologiska fenomen som kan uppkomma i kontakten hårdmetall – berg och malm.

Uppkomst av reptilhud i samband med borrning i magnetit.

Överföring och inträngning av bergmaterial i hårdmetallstrukturen (mörka ytor i övre bilden, ljust ”lock” och mörka fickor mellan WC-kornen i undre bilden).