美国研发ShAPE工艺将废铝转化为新铝 制造汽车轻量化部件

放大  缩小 日期:2023-10-24     来源:盖世汽车    评论:0      
核心提示:美国研发ShAPE工艺将废铝转化为新铝 制造汽车轻量化部件+关注盖世汽车讯 现在,废铝可以被收集起来,并通过汽车行业正在研发的一项创新工艺直接被转化成新的汽车零部件,特别是可将其用于电动汽车。据外媒报道,美国
 

美国研发ShAPE工艺将废铝转化为新铝 制造汽车轻量化部件

盖世汽车讯 现在,废铝可以被收集起来,并通过汽车行业正在研发的一项创新工艺直接被转化成新的汽车零部件,特别是可将其用于电动汽车。
据外媒报道,美国能源部太平洋西北国家实验室(Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratory)与领先的移动出行技术公司麦格纳(Magna)合作,推出了一种创新制造工艺。该工艺无需开采和提炼原铝矿石,就能制造出相同数量的铝材,还能减少50%以上的能耗以及90%以上的二氧化碳排放。此外,轻质铝材还有助于延长电动汽车的续航里程。
铝微观内部结构(图片来源:美国能源部太平洋西北国家实验室)
该项获得专利且屡获殊荣的剪切辅助加工与挤压(ShAPE)工艺可以收集汽车制造中的废渣和剩余的铝饰边,并将其直接转化为适用于新汽车零部件的材料。目前,该技术被扩展应用于为电动汽车生产轻质铝制零部件。
该项技术的最新进展为,在将该技术制成的铝用于新的零部件之前,根本不需要在材料中添加新开采的铝。通过降低回收铝的成本,制造商能够降低铝部件的整体成本,让其能够更好地取代钢铁。
该实验室的材料科学家兼首席研究员Scott Whalen表示:“我们的研究表明,采用ShAPE工艺制成的铝部件在强度与能量吸收方面能够满足汽车行业的标准。关键在于该工艺可以分解废料中的金属杂质,且不需要高耗能的热处理步骤。仅这一点就可以节省大量的时间,并实现新的效率。”
除钢铁之外,铝是汽车行业中使用最多的材料。铝的优点使其成为一种具有吸引力的汽车部件。铝重量更轻但是很坚固,因而是提高汽车效率的轻量化汽车战略的关键材料,无论是要延长汽车的续航里程,还是缩小电池尺寸。虽然目前汽车行业确实回收了大部分的铝,但在重新使用之前,通常需要添加新开采的原铝,以稀释杂质。
金属制造商还依赖一项历时百年的预热砖工艺,即将砖(或业内所称的“钢坯”)预热至1000华氏度(550℃)以上,并持续数小时。预热步骤会溶解原料金属中的硅、镁或铁等杂质,然后再通过均质化工艺将此类杂质均匀分布在钢坯中。
相比之下,ShAPE工艺能够在不到一秒钟的时间内完成相同的均质化步骤,然后在几分钟内将固态铝转化为成品,根本不需要预热步骤。
在研究实验中,该研究小组采用了一种6063铝合金,或称为建筑铝。此种合金适用于各种汽车部件,如发动机支架、保险杠组件、车架纵梁以及外部装饰。该实验室研究小组使用扫描电子显微镜和电子背散射衍射检查了挤压完成的形状,创建了有关成品中每个金属颗粒的位置和微观结构的图像。实验结果表明,ShAPE工艺制成的产品强度均匀,没有会造成零件失效的制造缺陷。特别是此类产品没有出现大量金属杂质的迹象,而杂质可能会导致材料劣化,阻碍其用作二次再生铝材制造新产品。
目前,该研究小组正在研究通常用于电动汽车电池外壳的、强度更高的铝合金。

 
 
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