蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，當(dāng)?shù)貢r間9月5日，美國太平洋西北國家實驗室（PNNL）研發(fā)了一項新型專利鉚接技術(shù)，可以更容易制成輕質(zhì)鎂，并減少連接每個鉚釘所需的時間。

PNNL研發(fā)新型鉚接技術(shù)制成的鎂構(gòu)件（圖片來源：PNNL）

鎂是重量最輕的金屬之一，因而成為了讓汽車實現(xiàn)更優(yōu)燃料經(jīng)濟性的理想材料。但在工業(yè)應(yīng)用上，鎂落后于鋁和鋼，因為其易碎，很難制成結(jié)構(gòu)件。該項基于摩擦的鉚接技術(shù)名為旋轉(zhuǎn)錘鉚接（RHR），可以免去預(yù)熱金屬以制成鉚釘?shù)牟襟E，并可改進緊固接頭。此外，該技術(shù)也適用于應(yīng)用于飛機制造的鋁鉚釘。此種加工方法速度顯著加快，在飛機和車輛制造中既可節(jié)省時間，還可節(jié)省資金。

讓舊工藝煥新

鉚接是連接不同材料的最古老技術(shù)之一。古埃及人就采用木鉚釘將金屬把手連接到陶罐上。鉚接工藝代代相傳，跨越文明，在羅馬建筑、維京海盜船、中世紀(jì)盔甲以及其他歷史物品中都可看到。

隨著19世紀(jì)和20世紀(jì)新材料的出現(xiàn)，鋼鉚接在建筑、橋梁、戰(zhàn)艦和飛機等各種結(jié)構(gòu)應(yīng)用中隨處可見。不過，鉚接工藝幾乎沒有改變，即取一個一端帶有蘑菇形狀的圓柱形金屬，將柄或桿穿過想要連接的兩種材料的孔，再用錘子敲打柄的一端，以形成第二頭，以將兩種材料連接在一起。

如果采用鎂鉚釘，則可能會碎裂。雖然鎂合金由于重量輕而強度大，但是在室溫下，鎂容易碎裂。因此，通常情況下，會將鎂合金加熱，讓其變得足夠柔軟，再進行錘擊和彎曲，使其不會斷裂。

加熱每一個鉚釘?shù)乃俣群苈瑑r格也很貴，因此鎂鉚釘很少會被使用，盡管他們比用于連接鎂板的鋁鉚釘要輕30%。

錘擊鉚接是一種新型鉚接技術(shù)

PNNL研發(fā)的RHR技術(shù)無需對鎂鉚釘預(yù)熱。該工藝采用的是無需預(yù)熱的鎂鉚釘，因此比傳統(tǒng)錘擊鉚接中需要預(yù)熱鉚釘速度快了4至12倍，而且能夠增強強度以及具有防腐性能。

RHR是摩擦攪拌焊接的分支技術(shù)，該技術(shù)采用一種稱為錘子的小型旋轉(zhuǎn)工具，旋轉(zhuǎn)力通過摩擦和變形產(chǎn)生熱量，讓鎂軟化，形成鉚釘頭，同時將鉚釘頭的底面與下方的金屬板通過冶金方式混合。此種制成金屬的方法可以保證連續(xù)結(jié)合，以防止腐蝕。

該項新獲專利的工藝能夠讓金屬變形，從而改變其晶體結(jié)構(gòu)。采用高倍顯微鏡，研究人員可以看到晶粒如何得到優(yōu)化以及重定向，以讓鎂成形且變得更堅固。

用于飛機制造的鉚接解決方案

研究人員表示，RHR也適用于制造用于飛機的鋁鉚釘。每架商用飛機都含有數(shù)十萬顆鉚釘，大多都由鋁合金2024制成，而RHR工藝能夠降低成本，提高生產(chǎn)線的效率。由鋁合金2024制成的鉚釘在室溫下存放時強度太大，無法鉚接。因此，也需要退火、軟化，然后存儲在冰箱中，在鉚接之前保持軟化狀態(tài)。

速度更快的摩擦鉚接技術(shù)

采用RHR工藝處理鋁速度很快。傳統(tǒng)鉚合每個鉚釘需要1至3秒，而RHR只需要0.25秒，即每鉚接10萬個鉚釘可節(jié)省40個小時。RHR工藝只是PNNL研發(fā)的一套用于加工金屬合金和復(fù)合材料的顛覆性技術(shù)。此類固相加工技術(shù)包含在不熔化、加熱、混合、制造和連接金屬與其他材料的情況下讓材料變形，最終獲得的材料與利用傳統(tǒng)制造方法制成的材料相比，性能更加非凡。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >