Detta examensarbete är en del av ett större projekt (Evochip) som bedrivs på Lunds tekniska högskola, avdelningen för industriell produktion (iProd) och med samarbete med bland annat AB Markaryds metallarmatur och Mistra innovation. I detta arbete har en dynamisk kostnadsmodell tagits fram för att beräkna tillverkningskostnaderna av komponenter tillverkade av återanvända spånor av blyfri mässing från de egna tillverkningsprocesserna hos AB Markaryds metallarmatur (MMA). Idag skickas alla kasserade detaljer och materialspill ner till materialleverantörer i Sydeuropa för återvinning. Transporterna sker med lastbil och återvinningsprocessen utgår från ett energikrävande nedsmältningssteg. Idag pågår utvecklingsprojekt med målet att återanvända spånorna utan nedsmältning hos MMA, men kostnadsbilden per detalj har varit hittills okänd. Med hjälp av detta examensarbete ska detaljpriset tas fram. Tillverkningsprocessen delas in i totalt 11 olika förädlingsstationer. För att kartlägga kostnaderna används Jan-Eric Ståhls dynamiska kostnadsmodell. Nödvändig data och information har samlats in med hjälp av intervjuer på företaget och genom företagets egna dokumentationer. För att minska felmarginalen i resultaten har lämpliga Monte Carlo simuleringar utförts. Arbetet utgår även från ett hållbarhetsperspektiv. Förutom elimineringen av lastbilstransporter och energikrävande nedsmältningsprocesser för grundmaterialet, främjar arbetet även användning och återanvändning av blyfri mässing genom att kompaktera spånor till nya grönkroppar. Detta då forskare länge har varnat för blyade detaljers negativa hälsoeffekter.  Detaljen som undersöks i detta arbete är en ventil som har benämningen EVO 10, vilken återfinns i företagets blyfria standardsortiment. Kostnadsmodellen är dynamisk till den grad att den i framtiden skulle kunna appliceras på övriga blyfria mässingkomponenter hos MMA.      En jämförelse mellan två olika koncept presenteras i resultatdelen. Koncept ett representerar dagens tillverkningssystem, och koncept två framtidens kompakteringsteknik. Då många av förädlingsstegen är desamma för båda systemen, valdes en jämförelse mellan framtagningen av grönkropparna genom de två olika koncepten. Resultaten visar att kutsar, framtagna enligt dagens tillverkningssystem, kostar 12,75 SEK/detalj, och kutsar framtagna enligt koncept två kostar 9,61 SEK/detalj. Då koncept två är beroende av spånor från dagens tillverkningssystem, kan MMA inte helt gå över till att kompaktera spånor till nya kutsar. Mer arbete måste utföras för att hitta en balanserad modell mellan de två olika tillverkningssystemen för bästa möjliga resultat. Monte Carlo-simuleringarna visar att kostnaden per detalj uppgår till 12.96 SEK, detta med de på förhand valda konstanter och variabler i systemet. / This master thesis is part of a larger project (Evochip), conducted at Lund University, faculty of engineering, Industrial Production Department (iProd). The project is in collaboration with AB Markaryds metallarmatur and Mistra innovation. In this work, a dynamic cost model has been developed to calculate the manufacturing costs of components made from recycled chips of lead-free brass from the manufacturing processes of AB Markaryds metallarmatur (MMA). In the current situation, all rejected details and waste materials are sent to the material supplier in southern Europe for recycling. The transport takes place by trucks and the recycling process is based on an energy-intensive melting step. Development projects are currently underway to reuse the chips without melting at sight at MMA´s facilities, but the cost per detail has been unknown for the company. With the help of this thesis, the manufacturing price will be presented. The manufacturing process is divided into a total of 11 different processing stations. To estimate the costs, Jan-Eric Ståhl's dynamic cost model is used. Necessary data and information have been collected using interviews with the employees of the company and through the company's own documentation regarding the production lines. In order to reduce the error margin in the results, suitable Monte Carlo simulations have been performed. The work is also based on a sustainability perspective. In addition to eliminating transportations by trucks and energy-intensive melting processes for the products, the work also promotes the use and reuse of lead-free brass by pressing metal chips to form new bars. All this in order to avoid leaded brass components due to the negative health effects caused by the lead. The component investigated in this work is a radiator valve called EVO 10. The valve is found in the company's lead-free standard range. The cost model in this project is dynamic to the extent that it could be applied in the future to other lead-free brass components at MMA. A comparison of two different concepts is presented in the results section. Concept one represents the current manufacturing system, and concept two, the future compacting technology. Since many of the processing steps are the same for both systems, a comparison was made between the productions of the pellet through the two different concepts. The results show that pellets made according to today's manufacturing system cost 12.75 SEK / detail, and pellets manufactured according to concept two costs 9.61 SEK / detail. As concept two is dependent on chips from today's manufacturing system, MMA cannot completely switch to compacting chips to new pellets. More work must be done to find a balanced model between the two different manufacturing systems for the best possible results.The results from the Monte Carlo-simulations shows that the manufacturing cost with the chosen parameters and variables is 12.96 SEK/detail.

Lead (Pb) is frequently used as an alloying element in brass to enhance machinability and castability. However, this element poses a significant risk to human health and the environment. The 2021 revision of the Drinking Water Directive imposed stricter limits on Pb content in brass, encouraging the development of lead-free brass. Several studies have identified tin (Sn) as a potential substitute for Pb in brass. This master’s thesis examines the thermodynamic description of the Cu-Zn-Sn ternary system, using the Swerim Cu database. The investigation involved casting five alloys in the Cu-rich corner, followed by heat treatment at 550 oC until homogenized, and quenching, after which the samples were analyzed to determine the bcc and fcc phase composition. The results were used to confirm the thermodynamic description, and the ternary parameters of the fcc and bcc phases were optimized to match the experimental results. After the optimization, a significant enhancement is achieved in the description of the Cu-Zn-Sn ternary system, which better fits the experimental data. / Bly  (Pb)  används  ofta  som  ett  legeringselement  i  mässing  för  att  förbättra bearbetbarheten och  gjutbarheten.    Detta  element  utgör  dock  en  betydande  risk för människors  hälsa  och miljön.   2021 års översyn  av  dricksvattendirektivet införde strängare  gränser  för  Pb-halten  i mässing,  vilket  uppmuntrade utvecklingen av blyfri mässing.    Flera  studier  har  identifierat tenn  (Sn)  som  ett potentiellt substitut  för  Pb i mässing.   Denna  masteruppsats  undersöker den termodynamiska beskrivningen  av det ternära  Cu-Zn-Sn-systemet  med  hjälp  av Swerim Cu-databasen.   Undersökningen innefattade  gjutning  av  fem  legeringar  i det  Cu-rika hörnet, följt av värmebehandling vid 550 oC tills de homogeniserades, och härdning, varefter proverna analyserades  för  att bestämma  bcc-  och  fcc-fassammansättningen.   Resultaten  användes  för att  bekräfta den  termodynamiska  beskrivningen,  och  de  ternära  parametrarna  för  faserna  fcc och bcc  optimerades  för  att  matcha  experiment resultaten.  Efter  optimeringen  uppnås  en betydande  förbättring  av  beskrivningen  av  det  ternära  Cu-Zn-Sn-systemet,  vilket bättre  passar experimentdata.

Det här examensarbetet är baserat på en uppdragsbeskrivning från ventiltillverkaren ESBE. Företaget önskar utveckla livslängdsprovning av ventiler utifrån kemisk sammansättning hos tappvattnet och det finns ett intresse hos företaget kunna identifiera de faktorer som kan leda till haveri eller på annat vis inverka på ventilernas funktion. Syftet med arbetet har varit att sammanställa och utvärdera vilka kemiska komponenter och fysikaliska förhållanden som är relevanta för livslängdsprovning av blandningsventiler. Arbetet har annars främst grundat sig på litteraturstudier av vetenskapliga artiklar, relevant facklitteratur, diverse beräkningsmodeller samt en experimentell del. De två vanligaste problemen som kan uppstå i samband med att metall är i kontakt med vatten är: korrosion och bildning av oxider. I samband med accelererad korrosionsprovning har faktorer som temperatur, löst syre, pH, alkalinitet, hårdhet, klorid och sulfat visat sig vara de vattenparametrar som haft störst inverkan. Två olika förslag på testlösningar har tagits fram under arbetet. Båda optimerade för att vara effektiva för en accelererad provningsmetod. Den ena anpassad för att påskynda avzinkning, den andra för att påskynda oxidbildning. Det recept som har getts som förslag i detta arbete bör i ett nästa steg användas i nya enklare experiment och sedan utvärderas.

Today, lead is used in various engineering applications due to its desirable tribological properties. However, the negative health and environmental impacts associated with lead have raised concerns and resulted in regulatory restrictions on its use. It is therefore nessessary to fnd lead-free materials that can provide similar or even better performance than the commonly used lead-containing alloys. Scania, currently uses leaded alloys for a number of gearbox components where sliding wear can be an issue. This study aims to evaluate the tribological properties of fve lead-free alternative materials and assess their suitability as replacement for the currently used material, Leaded Brass. The tests were conducted in a pin-on-disk setup under similar conditions of those found in Scania’s gearbox. The results showed that the friction and wear was similar between Copper Beryllium and Leaded Brass, which indicates that Copper Beryllium is a potential replacement. Additionally, Nedox and Aluminum Bronze (APS) demonstrated signifcantly superior wear resistance, exhibiting 97% less wear compared to Leaded Brass while maintaining similar friction levels. These results underscore the potential for implementing lead-free materials to enhance sustainability and performance in critical applications like gearbox components. / Idag används bly i olika tekniska tillämpningar på grund av dess önskvärda tribologiska egenskaper. Men de negativa hälso- och miljöeffekterna associerade med bly har väckt oro och resulterat i reglerande begränsningar för dess användning. Det är därför nödvändigt att hitta blyfria material som kan erbjuda liknande eller till och med bättre prestanda än de vanligt förekommande blyhaltiga legeringarna. Scania använder för närvarande blyhaltiga legeringar för ett antal växellådskomponenter där glidande slitage kan vara ett problem. Denna studie syftar till att utvärdera de tribologiska egenskaperna hos fem blyfria alternativa material och bedöma deras lämplighet som ersättning för det nuvarande materialet, blyhaltig mässing. Testerna utfördes i en pin-on-disk konfiguration under liknande förhållanden som de som återfinns i Scanias växellåda. Resultaten visade att friktionen och slitage var liknande mellan kopparberyllium och blyhaltig mässing, vilket tyder på att kopparberyllium är en potentiell ersättare. Dessutom visade Nedox och aluminiumbrons (APS) betydligt överlägsen slitagebeständighet, med 97% mindre slitage jämfört med blyhaltig mässing, samtidigt som båda materialen hade liknande friktionsnivåer. Dessa resultat visar potentialen som finns med att implementera blyfria material för att förbättra hållbarheten och prestandan i kritiska tillämpningar som växellådskomponenter. / Heutzutage wird Blei aufgrund seiner wünschenswerten tribologischen Eigenschaften in verschiedenen technischen Anwendungen verwendet. Jedoch haben die negativen gesundheitlichen und Umweltauswirkungen, die mit Blei verbunden sind, Bedenken hervorgerufen und zu regulatorischen Beschränkungen seiner Verwendung geführt. Daher ist es notwendig, bleifreie Materialien zu finden, die ähnliche oder sogar bessere Leistungen als die üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen bieten können. Scania verwendet derzeit bleihaltige Legierungen für eine Reihe von Getriebekomponenten, bei denen Gleitverschleiß auftreten kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die tribologischen Eigenschaften von fünf bleifreien Alternativmaterialien zu bewerten und ihre Eignung als Ersatz für das derzeit verwendete Material, Bleihaltiges Messing, zu prüfen. Die Tests wurden in einem Pin-on-Disk-Aufbau unter ähnlichen Bedingungen wie in den Getrieben von Scania durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Reibung und Verschleiß zwischen Kupferberyllium und Bleihaltigem Messing ähnlich waren, was darauf hinweist, dass Kupferberyllium ein potenzieller Ersatz sein könnte. Darüber hinaus wiesen Nedox und Aluminiumbronze (APS) eine signifikant überlegene Verschleißfestigkeit auf und zeigten 97 % weniger Verschleiß im Vergleich zu Bleihaltigem Messing bei gleichbleibendem Reibungsniveau. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial zur Implementierung von bleifreien Materialien, um die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit in kritischen Anwendungen wie Getriebekomponenten zu verbessern.