Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Новый способ обработки магния разработан инженерами



Новый способ обработки магния разработан инженерами
2017-08-25 07:09 zimin

Магний — самый легкий из всех структурных металлов имеет большой потенциал для автомобилестроения и других отраслей. Он на 75% легче, чем сталь, на 33% легче алюминия и является четвертым по распространенности, полсе железа, кремния и кислорода. Однако несмотря на  легкий вес и изобилие, автопроизводители оказались в тупике в своих попытках включить магниевые сплавы в конструктивные части автомобилей. Для этого потребовались  дорогостоящие редкие элементы, такие как диспрозий, празеодим и иттербий.

Группа инженеров Тихоокеанской Северо-Западной Национальной лаборатории Министерства энергетики нашла способ  снизить стоимость магниевых сплавов за счет устранения редкоземельных элементах, с одновременным улучшением структурных свойств материала. Исследователи во главе с Скотт Уэйлен обнаружили, что новый процесс экструзии значительно улучшает поглощение энергии металлом, создавая  микроструктуры, которые невозможны при традиционных способах экструзии. К тому же, новая технология улучшает пластичность материала. Эти усовершенствования облегчают работу с магнием и пригодятся для использования в конструкционных автомобильных деталях.

«Сегодня многие производители автомобилей не используют магний из-за цены и свойств»,  говорит Уэйлен. «Сейчас производители выбирают недорогой алюминий. Благодаря нашему процессу, мы улучшили механические свойства магния до такой степени, что теперь можно рассматривать его вместо алюминия для разных применений без дополнительной стоимости редкоземельных элементов».

Уэйлен с коллегами предположили, что вращение магниевого сплава во время процесса экструзии создаст достаточное количество тепла, чтобы размягчить материал, чтобы его можно было легко прессовать через матрицу для создания труб, стержней и каналов. Тепло, вырабатываемое механическим трением, деформирующим металл, обеспечивает необходимую для процесса энергию, устраняя потребность в нагревателях, используемых в традиционных прессах для экструзии. Исследователи спроектировали индивидуальную машину для обработки и экструзии с применением сдвига и успешно сделали тонкостенные круглые трубы диаметром до двух дюймов из сплавов магний-алюминий-цинк AZ91 и ZK60A. Комнатная температура процесса оказалась выше на 25%, что является значительным улучшением по сравнению с типичными экструдиями.

«Мы получаем высокоочищенные микроструктуры в металле, а в некоторых случаях даже способны создавать наноструктурные функции. Чем выше число оборотов в минуту, тем меньше зерен становится, что делает трубку более прочной и пластичной. Кроме того, мы можем контролировать ориентацию кристаллических структур в металле, чтобы улучшить поглощение энергии магнием», говорят ученые.

Заготовки магниевых сплавов проходят через матрицу в очень мягком состоянии благодаря одновременному линейному и вращательному усилиям аппарата ShAPE™. Это означает, что требуется только одна десятая от силы, по сравнению с обычной экструзией. Это значительное сокращение силы позволяет существенно уменьшить капитальные затраты и операционные расходы. Сила настолько низка, что количество электричества, используемого для изготовления однофутово трубы диаметром в два дюйма, примерно такое же, как требуется для работы кухонной кухонной плиты всего за 60 секунд.

«Нам не нужны гигантские нагреватели, окружающие заготовки из магния, такие как промышленные экструзионные машины. Мы нагреваем трением — прямо в том месте, которое имеет значение», добавляет Уэйлен.



В избранное