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华娜试剂:ShAPEing 镁汽车零件的未来

来源:www.123chemical.com 发布时间:2017-08-23

镁--所有结构金属中最轻的--在追求使更轻的汽车和卡车在燃料或电池充电的油箱上走得更远的时候, 有很多事情要做。

镁比钢轻 75%, 比铝轻 33%, 是地球上第四最常见的元素, 仅次于铁、硅和氧。但尽管其重量轻, 自然丰度, 汽车制造商一直在试图将镁合金纳入结构汽车零件的尝试受阻。为了提供必要的力量, 需要增加昂贵的、舌扭的稀有元素, 如镝、镨和镱, 直到现在。

一个新的过程在能源部的西北国家实验室开发, 应该使它更加可行为汽车产业将镁合金纳入结构部件。该方法通过消除对 rare-earth 元素的需求, 同时提高材料的结构性能, 有可能降低成本。这是一个新的扭曲挤压, 其中金属是被迫通过一个工具, 以创造一个特定的形状, 类似面团推通过面食制造商的结果不同的形状。

最初的研究, 最近在材料科学和工程学 A, 和镁技术, 发现4500亿开发的过程极大地改善镁的能量吸收通过创造新的微结构是不可能的与传统挤压方法。它还改善了一种叫做延展性的特性--这就是金属在断裂之前可以伸展的程度。这些增强使镁易于使用, 更有可能用于结构汽车零件。目前, 根据能源部的报告, 镁成分仅占典型汽车重量的大约1% 或33磅。

"今天, 许多汽车制造商不使用镁在结构位置, 因为两个 Ps;价格和性能, 说: "首席研究员和机械工程师斯科特惠伦。"现在, 制造商选择低成本的铝组件, 如保险杠横梁和粉碎技巧。使用我们的工艺, 我们提高了镁的力学性能, 现在可以考虑, 而不是铝为这些应用-没有额外的成本 rare-earth 元素。

新事物的旋转

研究人员推测, 在挤出过程中旋转镁合金会产生足够的热量来软化材料, 因此它可以很容易地通过模具挤压形成管子、棒和通道。由机械摩擦产生的热变形的金属, 提供了所有的过程所需的热量, 消除了对传统的挤压机使用的电力饥渴电阻加热器的需求。

事物的形状

4500亿团队设计和委托了他们的想法的工业版本, 并获得了一个独一无二的, 定制的剪切辅助加工和挤出机-铸造的缩写为 ShAPE™。

有了它, 他们成功地挤压了非常薄壁的圆管, 直径可达两英寸, 从镁铝锌合金 AZ91 和 ZK60A, 改善了它们在工艺过程中的力学性能。例如, 室温延性超过25% 已独立测量, 这是一个大的改进相比, 典型的挤压。

"在 ShAPE™过程中, 我们在金属内部得到高度细化的显微组织, 在某些情况下, 甚至能够形成纳米结构特征," 惠伦说。"每分钟旋转越高, 晶粒越小, 使油管变得更结实, 更柔韧。此外, 我们可以控制金属晶体结构的方向, 以提高镁的能量吸收, 因此它等于铝。

节约能源的努力

由于ShAPE™机的同步直线和旋转力 , 大块镁合金的坯料或大块在非常柔软的状态过模具。这意味着, 只有1/10 的力量是需要推动的材料通过模具相比, 传统的挤压。

这一显著的裁减将使生产机械大大减少, 从而降低资本支出和通过这项专利等待过程的工业的运营成本。力是如此之低, 用于制造一英尺长的两英寸口径油管的电量与运行家用厨房烤箱只需60秒的时间差不多。

由于钢坯/模具接口产生的热量是软化镁所需的唯一过程热量, 因此节省了能源。惠伦说: "我们不需要像工业挤出机这样的镁坯料周围的巨型加热器。我们正在加热-只有摩擦-在重要的地方的权利。

麦格纳-Cosma, 全球汽车工业零部件供应商, 正在与4500亿在这个能源部资助的研究项目, 以提高低成本的镁零件, 并随着较大的管开发, 将测试他们在他们的生产设施在底特律附近。

4500亿的 ShAPE™技术可用于发牌, 并有助于降低汽车工业的镁靶, 并使目前体重平均3360磅的汽车更苗条。

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