太平洋西北国家实验室的研究人员最近展示了一种先进的制造工艺，可以直接从高性能铝合金粉末中生产纳米结构的棒和管。研究团队采用新的固相处理方法，减少了铝合金粉末传统挤压工艺中的几个步骤，同时显著提高了产品的延展性。这对于汽车和其他行业来说是个好消息，因为高成本限制了高强度铝合金粉末在制造中的使用。研究结果发表在《材料》杂志上。
采用新的加工工艺获得新型铝型材
高性能铝合金粉末制造长期以来一直用于轻型部件，其成本并不是专业航空航天应用的限制因素。然而，这些合金对于汽车工业来说太贵了。
典型的铝合金粉末挤压工艺能耗高，工艺密集，需要多道工序才能大批量生产。首先，必须将散粉放入罐中抽真空，这就是所谓的“脱气”。然后密封，热压，预热，将罐体放入挤出机。挤压后，罐子被取出或“倒瓶”，以显示由巩固粉末制成的挤压部件。
在这项研究中，该团队省略了一些步骤，并使用了PNNL的剪切辅助加工和挤压技术或直接从粉末中挤出的ShAPE™纳米结构铝棒。铝合金由粉末冶金直接挤压成型，罐装、脱气、热等静压、脱罐、坯料预热而成。
在这个过程中，在这种情况下，由Kymera International的子公司SCM Metal Products, Inc.提供的Al-12.4TM铝合金粉末被倒入一个开放的容器中。mamx万博然后将旋转挤压模具压入粉末中，在粉末与模具之间的界面处产生热量。该材料柔软易挤出，无需装罐、脱气、热压、预热或倒瓶。
负责这项研究的PNNL材料科学家斯科特·惠伦(Scott Whalen)说:“这是首次使用ShAPE™，这种单步工艺是将铝合金粉末结合成纳米结构挤压的一个例子。”关注材料科学与工程专业微信公众号了解更多知识。“消除加工步骤和预热的需要可以大大缩短生产时间，降低产品成本和整体嵌入能源，这可能有利于想要制造乘用车的汽车制造商。他们可以为消费者提供更实惠、更轻、更省油的产品。”mamx万博
除了提供Al-12.4TM粉末，SCM Metals Products, Inc还进行了机械测试，以验证所得mamx万博材料的性能。PNNL和SCM金属产品公司目前正在Dmamx万博OE技术改造办公室项目上合作，以扩大大直径挤压工艺。
延展性更好的铝型材
减少加工步骤和加热并不是该团队唯一成功的发现。尽管高性能铝合金历来表现出优异的强度，但它们经常受到延展性差的限制。然而，该团队发现，通过该方法挤压的铝合金的延展性有了明显的提高，测量的延展性是传统挤压产品的2 ~ 3倍，并且具有相同的强度。mamx万博
为了了解延性显著提高的原因，利用透射电镜对粉末和挤压材料的微观结构进行了评价。结果表明:ShAPE™方法改善了粉末中的第二相——非铝材料的微强化颗粒。ShAPE™颗粒可缩小至纳米级，均匀分布在整个铝基体中，从而提高了延展性。
