太平洋西北國家實驗室的研究人員最近展示了一種先進的製造過程，該過程可以直接從高性能鋁合金粉末中生產納米結構的棒和管。研究小組使用新的固相治療方法，在傳統的鋁合金粉末擠出過程中減少了幾個步驟，同時顯著改善了產品的延展性。對於汽車和其他行業來說，這是個好消息，因為高成本限製了在製造中使用高強度鋁合金粉末。研究結果發表了有關材料的。
新的加工技術以獲取新的鋁製概況
高性能鋁合金用粉末製成的長期用於輕型組件，其成本並不是專業航天應用的限製因素。但是，這些合金對於汽車行業來說太昂貴了。
典型的鋁合金粉末擠出過程是高能量消耗和過程密集型，這需要多個批量生產步驟。首先，必須將散粉放入水箱中並吸塵，這稱為“脫氣”。然後密封，加熱，預熱，然後將水箱放入擠出機中。擠出後，將罐子取出或“倒入”以顯示由固結粉製成的擠出部件。
在這項研究中，該團隊省略了一些步驟，並使用了PNNL的剪切輔助處理和擠出技術或Shape™納米結構的鋁杆，直接從粉末中擠出。鋁合金直接從粉末冶金，罐頭，脫氣，熱等靜力壓力上，可以剝離並預熱。
在此過程中，在這種情況下，將Kymera International的子公司SCM Metal Products，Inc。提供的AL-122.4TM鋁合金粉末倒入一個開放容器中。然後將旋轉擠壓模具壓入粉末中，以在粉末和模具之間的界麵處產生熱量。該材料柔軟且易於擠出，無需罐頭，脫氣，熱壓，預熱或倒倒。
“這是首次使用Shape™這樣的單步過程，是將鋁合金粉末組合到納米結構擠出中的一個例子，”負責這項研究的PNNL材料科學家Scott Whalen說。遵循材料科學和工程的微信官方帳戶，以獲取更多知識。“消除對處理步驟和預熱的需求可以大大縮短生產時間，並降低產品成本和整體嵌入式能源，這可能對想要製造乘用車的汽車製造商有益。他們可以為消費者提供更實惠，更輕，更省油的產品。”
除了提供AL-122.4TM粉末外，還進行了INC機械測試以驗證所得材料的性能。PNNL和SCM Metal Products，Inc。目前正在DOE技術轉型辦公室項目合作，以擴大直徑擠出的過程。
具有更好延展性的鋁製剖麵
減少處理步驟和供暖並不是團隊唯一的成功發現。盡管高性能的鋁合金在曆史上表現出極好的強度，但延展性差異通常會受到阻礙。但是，該團隊發現Shape™通過該方法擠出的鋁合金的延展性得到了顯著改進，並且測得的延展性是傳統擠出產物的兩到三倍，並且具有相同的強度。
為了了解延展性顯著增加的原因，使用透射電子顯微鏡來評估粉末和擠出材料的顯微結構。結果表明，Shape™該方法改善了粉末中的第二相 - 非鋁材料的微強化顆粒。Shape™顆粒可以減小為納米大小，並均勻分布在整個鋁基質中，從而改善延展性。
