Výroba hliníkové slitiny 7075 procesem ShAPE. Snímky z elektronového mikroskopu v průběhu procesu ukazují, jak se jednotlivé částice v mikrostruktuře promíchávají. Credit: Image by Joshua Silverstein | Pacific Northwest National Laboratory

Výroba hliníkových slitin v jediném kroku ušetří energii

Použití slitin hliníku v průmyslu (samozřejmě včetně výroby aut a letadel) bude růst, problém je však energetická náročnost této výroby. A to jak samotného hliníku, tak následně i příslušných slitin. Výzkumníci z Pacific Northwest National Laboratory proto přišli s technologií ShAPE (Shear Assisted Processing and Extrusion), která omezuje počet kroků tepelného zpracování a energetickou náročnost výroby slitiny.
Při běžné výrobě slitin kovů se nejprve za tepla smíchají dohromady jednotlivé kovy a legující prvky. Pokud nejsou dobře promíchány, mohou se během dalšího zpracování vytvořit trhliny a praskliny, které zhorší vlastnosti konečného výrobku. Promíchání (homogenizace) hliníkových slitin představuje samostatný a energeticky náročný krok. Velké kovové odlitky se při ní zahřívají na teplotu téměř 500 °C po dobu až 24 hodin. Následuje další ohřev a samotné tvarování pomocí vytlačování.
Nové zařízení provádějící technologii ShAPE spojuje homogenizaci a tvarování do jediného kroku. Ve stroji se kovový polotovar současně protlačuje malým otvorem v matrici, která se otáčí. Rotační pohyb a deformace společně důkladně promíchají kovové prvky při jejich vytlačování. Proces ShAPE tak v podstatě homogenizuje kovový polotovar během několika sekund bezprostředně před jeho vytlačováním. Tím odpadá nutnost celodenního předehřívání a dodatečný ohřev polotovaru. Při použití systému ShAPE lze podle autorů výzkumu dosáhnout úsporu energie až 50 %. ShAPE je navíc rychlejší a také zlepšuje úroveň promíchání jednotlivých legujících prvků, což vede i ke kvalitnějšímu výslednému produktu. Má to potvrzovat jak samotné testování vlastností výrobků, tak i analýza těchto materiálů pomocí elektronového mikroskopu. Hliníková slitina 7075 vyrobená tímto způsobem byla pevnější a vydržela větší deformaci tahem, než došlo k narušení celkové struktury.
Slitina 7075 je jedním z nejpevnějších hliníkových materiálů vůbec. Vedle hliníku (cca 90 %) obsahuje také zinek, hořčík, měď a chróm (v klesajících poměrech).

Tianhao Wang et al, Extrusion of Unhomogenized Castings of 7075 Aluminum via ShAPE, Materials & Design (2021). DOI: 10.1016/j.matdes.2021.110374
Sertac Akar et al, Techno-Economic Analysis for Shear Assisted Processing and Extrusion (ShAPE) of High Strength Aluminum Alloys, (2022). DOI: 10.2172/1846614
Zdroj: Pacific Northwest National Laboratory / Phys.org a další

Cooperovy páry elektronů mají opačné spiny

Cooperovy páry, tedy dvojice elektronů odpovídající za vlastnosti konvenčních supravodičů, mají vždy opačné spiny. Fyzikové …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close