據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)安定洋西北國(guó)度實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的研討人員展現(xiàn)先進(jìn)的制造工藝，應(yīng)用高性能鋁合金粉，直接一步制成納米構(gòu)造鋁棒和管。研討小組采用全新固相加工辦法，減去傳統(tǒng)鋁合金粉末擠壓加工的若干步驟，同時(shí)顯著進(jìn)步產(chǎn)品的延展性，即資料斷裂前的拉伸間隔。這對(duì)汽車等行業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)好音訊。長(zhǎng)期以來(lái)，航空航天范疇不斷應(yīng)用由粉末制成的高性能鋁合金，制造輕量級(jí)部件。但是，關(guān)于汽車工業(yè)來(lái)說(shuō)，運(yùn)用這些合金的本錢過高。

傳統(tǒng)鋁合金粉末擠壓工藝耗能高、工序復(fù)雜，需求多個(gè)步驟才干批量消費(fèi)資料。首先，必需把松懈的粉末裝進(jìn)罐里，然后真空抽氣，這叫做“脫氣”。接著密封罐體，熱壓，預(yù)加熱，放入擠壓機(jī)。擠出后，移除罐體或“倒空”，顯露由固結(jié)粉末構(gòu)成的擠出局部。在這項(xiàng)研討中，研討小組去除很多步驟，運(yùn)用剪切輔助加工和擠壓技術(shù)(簡(jiǎn)稱ShAPE)，只需一步，便可直接從粉末中擠出納米構(gòu)造鋁棒。將粉末倒入開放容器中，然后將旋轉(zhuǎn)的擠壓模具壓入粉末中，在粉末與模具的接壤面產(chǎn)生熱量。該資料軟化后易于擠出，不需求罐裝、脫氣、熱壓、預(yù)熱和除罐。本例中的Al-12.4TM鋁合金粉末，由凱美拉國(guó)際資料公司的分公司SCM金屬制品公司提供。

PNNL資料科學(xué)家Scott Whalen指導(dǎo)這項(xiàng)研討。他說(shuō)：“這是初次公開發(fā)表的此類實(shí)例，運(yùn)用ShAPE之類單步工藝，將鋁合金粉末固化成納米構(gòu)造擠壓件。減少加工步驟和加熱過程，將大大減少消費(fèi)時(shí)間，同時(shí)降低本錢和產(chǎn)品內(nèi)部吸收的能量，能夠協(xié)助汽車制造商，消費(fèi)更廉價(jià)、更輕、更省油的乘用車。”

除了提供Al-12.4TM粉末，SCM金屬制品公司還停止機(jī)械測(cè)試，考證擠出資料的性能。目前，PNNL和SCM金屬制品公司正在與美國(guó)能源部的技術(shù)轉(zhuǎn)型辦公室協(xié)作開發(fā)項(xiàng)目，以擴(kuò)展加工范圍，完成更大直徑擠壓。

傳統(tǒng)高性能鋁合金通常強(qiáng)度高，但延展性差。但是，研討小組發(fā)現(xiàn)，采用ShAPE技術(shù)擠出的鋁合金，延展性明顯得到改善，是常規(guī)擠壓產(chǎn)品的二至三倍，而且強(qiáng)度相當(dāng)。為理解其中緣由，研討人員采用透射電子顯微鏡，察看粉末和擠出資料的微觀構(gòu)造。結(jié)果標(biāo)明，ShAPE技術(shù)可以細(xì)化非鋁資料的微小強(qiáng)化顆粒，使其尺寸縮減至納米級(jí)，并平均散布在鋁基體上，從而進(jìn)步延展性。