• Home
  • กระบวนการผลิตใหม่สำหรับโลหะผสมอลูมินัม

กระบวนการผลิตใหม่สำหรับโลหะผสมอลูมินัม

กระบวนการผลิตระดับสูงเพื่อผลิตแท่งและก็ท่อนาโนที่มีองค์ประกอบโดยตรงจากผงโลหะผสมอลูมินัมความสามารถสูงในขั้นตอนเดียวพึ่งจะได้รับการยืนยันโดยนักค้นคว้าจากห้องทดลองแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ

ด้วยการใช้กรรมวิธีการประมวลผลแบบโซลิดสเตตแบบใหม่ทีมงานวิจัยได้กำจัดขั้นตอนหลายกระบวนการที่จำเป็นต้องในระหว่างวิธีการอัดรีดแบบดั้งเดิมของผงโลหะผสมอลูมินัมในเวลาเดียวกันก็เพิ่มความเหนียวของผลิตภัณฑ์ได้มากขึ้น

นี่เป็นข่าวดีสำหรับภาคส่วนต่างๆเช่นอุตสาหกรรมยานยนต์ซึ่งทุนการสร้างสูงในอดีต จำกัด การใช้โลหะผสมอลูมินัมที่มีความแข็งแรงสูงที่ทำจากผง

การศึกษาเรียนรู้ของทีมได้ชี้แจงเอาไว้ในบทความ อลูมินัมอัลลอยเหนียวสูงที่ทำจากผงโดย Friction Extrusion” ตีพิมพ์ในนิตยสารMaterialia ฉบับมิ.ย. 2562

ก้าวออกไปจากการอัดรีดแบบธรรมดา

โลหะผสมอลูมินัมคุณภาพสูงที่ทำมาจากผงมีการใช้งานมานานในส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเบาในการใช้งานด้านการบินแล้วก็อวกาศโดยเฉพาะซึ่งรายจ่ายไม่ได้ จำกัด อย่างไรก็ดีโลหะผสมเหล่านี้มักจะมีราคาแพงเหลือเกินสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์

ขั้นตอนอัดรีดแบบทั่วๆไปสำหรับผงโลหะผสมอลูมินัมนั้นใช้พลังงานแล้วก็กรรมวิธีการมากมายซึ่งต้องใช้หลายขั้นตอนสำหรับในการผลิตอุปกรณ์ก่อนที่จะต้องใส่ผงหละหลวมลงในกระป๋องและก็ก๊าซออกโดยใช้สูญญากาศซึ่งเรียกว่า “degassing” หลังจากนั้นกระป๋องจะถูกปิดผนึกร้อนกดร้อนก่อนรวมทั้งวางเอาไว้ในเครื่องรีด ภายหลังจากการอัดขึ้นรูปกระป๋องจะถูกลบออกหรือ ถอดรหัส” เพื่อเผยให้เห็นองค์ประกอบที่อัดขึ้นรูปที่ทำจากผงรวม

ในการศึกษาวิจัยนี้ทีมได้กำจัดขั้นตอนต่างๆกลุ่มนี้อัดแท่งอลูมินัมโครงสร้างนาโนโดยตรงจากผงในขั้นตอนเดียวโดยใช้เทคโนโลยีShear Assisted Processing และ Extrusion ของ PNNL หรือShAPE ™

การอัดขึ้นรูปของโลหะผสมอลูมินัมโดยตรงจากผงกำจัดกระป๋อง, de-gassing, กดร้อน isostatic, de-canning, รวมทั้งเหล็กแท่งร้อนก่อน

ในแนวทางการ ShAPE ™ผง – ในกรณีนี้ผงโลหะผสมอลูมินัม Al-12.4TM ที่ทำโดย SCM Metal Products, Inc. ซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของ Kymera International – ถูกเทลงในภาชนะเปิด การอัดรีดแบบหมุนจะถูกบังคับให้ไปสู่ผงซึ่งจะสร้างความร้อนที่ส่วนต่อผสานระหว่างผงกับแม่พิมพ์ วัสดุนุ่มและก็extrudes ง่ายไม่มีความจำเป็นต้องบรรจุกระป๋อง degassing กดร้อนร้อนก่อนรวมทั้งถอดรหัส

Scott Whalen 
นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ PNNL บอกว่านี่เป็นตัวสิ่งแรกที่ตีพิมพ์ของผงอะลูมิเนียมที่ถูกรวมเข้ากับการอัดขึ้นรูปองค์ประกอบที่นาโนโดยใช้แนวทางการขั้นตอนเดียวตัวอย่างเช่น ShAPE ™

เขากล่าวเสริมว่า“ การกำจัดทั้งกระบวนการประมวลผลแล้วก็สิ่งที่มีความต้องการ pre-heating สามารถลดเวลาในการผลิตได้เป็นอย่างมากรวมถึงลดต้นทุนแล้วก็พลังงานโดยรวมที่ฝังอยู่ภายในผลิตภัณฑ์ซึ่งอาจมีคุณประโยชน์สำหรับผู้สร้างยานยนต์ที่ต้องการสร้างยานยนต์โดยสาร ราคาถูกค่อยและมัธยัสถ์เชื้อเพลิงมากขึ้นเรื่อยๆสำหรับผู้บริโภค 

นอกเหนือจากการหาผง Al-12.4TM แล้ว SCM Metals Products, Inc. ได้ทำทดสอบทางมายากลเพื่อพิจารณาความสามารถของอุปกรณ์ที่ได้ PNNL แล้วก็SCM Metal Products, Inc. กำลังร่วมมือกันในโครงงานสำหรับสำนักงานการเปลี่ยนถ่ายเทโนโลยีของ DOE เพื่อขยายกระบวนการสำหรับการอัดขึ้นรูปขนาดใหญ่