新颖的挤出方法，用于较强的铝合金和加速车辆制造

2014年，福特主要使用铝来建造流行卡车F-150的车身，从而使车辆的总体重量减少了约700磅。这种修改旨在增加汽油里程并在泵上节省燃油。

可以通过使用高级铝合金来进一步降低重量，用于车顶导轨，子框架，十字架和其他结构部件。但这并没有发生，因为这些合金的代价很高，部分原因是它们使用常规的挤压工艺制造速度缓慢。

但是，这些高级合金最近使用一种创新的，新的挤压方法实现了个人最佳，从而大大提高了其制造速度。剪切辅助处理和挤出（Shape™）的使用能量少得多，并且可以以常规挤压率的十倍以上生产产品，而质量没有折衷。

此外，它还可以增强铝合金的机械性能，称为合金7075。合金7075具有比标准乘用车中放置的合金高85％的强度重率。但是，制造成本比通常使用的“ 6000系列”合金贵30％。

在航空航天应用中，这种价格差异是可以接受的，在这种情况下，重量较轻的材料胜过更高的成本，以提高燃油效率，提高可操作性和较低的启动成本。欧洲杯足球竞彩但是在车辆中，这是我们希望改变的限制因素。

Scott Whalen，材欧洲杯足球竞彩料科学家和Shape的开发商，太平洋西北国家实验室

需要速度

高成本主要是因为合金7075极难以将其挤入结构部分。实际上，比所有商业铝合金都被广泛地看作是最难挤出的7075。

7075的常规挤压非常慢，涉及通过死亡艰苦的固体金属。每分钟只有1至2 m（3至6英尺）的缓慢挤压速度与较高的能量必需品相比，比6000系列铝合金更加昂贵，租用者7075，可以在每分钟超过20 m（65 ft）的情况下挤出。

Shape是一种非常节能的挤出方法，可提供优质的产品。一项新的研究表明，它还可以以更快的速度挤出高强度的铝合金。研究结果可以在十一月发行的制造过程杂志。

广泛的测试表明，使用大约一半的能量，PNNL的过程可以将速度提高约10倍。我们的过程每分钟可能会挤出约12米，没有撕裂或破裂，而常规挤压限制为每分钟约1至2米，我们的过程甚至增强了某些材料特性。

Scott Whalen，材欧洲杯足球竞彩料科学家和Shape的开发商，太平洋西北国家实验室

沃伦（Whalen）也是本研究的相应作者。

形状可以挤出具有强度特征的电线，试管和条形，这些特征与关键的工业ASTM标准和ASM典型值相匹配。合金7075的伸长率（在破裂之前的可泄露性）比传统挤压高出50％，这可以在崩溃过程中支持能量吸收。

获得专利的形状方法将旋转运动纳入常规线性挤出。它会产生足够的热量来加热金属，从而使其流动并变形，因为它被模具强迫形成产品形状。

科学家指出，在较低温度下挤出的能力是对形状如何完成合金7075的生产率的解释之一，这将在传统挤出中撕裂材料。

在制造中重新形状的能源使用

除了提高速度外，形状方法还可以排除对常规挤出必要的能源密集型热处理过程的需求，从而节省了合金7075所需的约50％的能量。

在传统的挤压过程中，必须首先在400°C（750°F）的温度下进行近一天的热量处理，以使整个合金中的铜和镁（如铜和镁）均匀分布。形状可以在不均匀化的情况下挤出坯料，从而节省了估计的形状脱颖而出的产品的总成本5％。

此外，在炉子中进行预热是在炉子中挤出的常规挤出，以便在挤出前软化方坯。使用形状，不需要预热，因为所有所需的热量都是从过程本身中散发出来的。其他排序后热处理也被排除或最小化，从而节省了总体50％。

Shape的提高挤压速度与减少的能源利用相结合，因此，较低的碳排放量可以使乘用车市场的轻量级7075合金经济。在适当的时候，较轻的车辆还将通过提高内燃机驱动的汽车燃油效率和电动汽车的额外行驶里程驾驶，从而有助于减少运输行业的碳排放。

Shape是技术的固相处理收集的一部分，该技术即将成为一种可扩展的，最先进的制造方法，用于制造金属和金属复合材料，比传统方法处理的金属和金属复合材料更便宜，更绿，更高。

能源部能源效率办公室和可再生能源的高级制造办公室的经济援助创建了制造7075铝合金的形状过程。

期刊参考：

Whalen，S.，等。（2021）铝合金7075通过剪切辅助处理和挤出（形状）制造高速制造。制造过程杂志。doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.10.003。

资源：https://www.pnnl.gov