美国能源部太平洋西北国家实验室与移动技术公司麦格纳合作，开发了一种制造工艺，在收集废铝并将其转化为新汽车零部件的过程中，该工艺可减少50%以上的能耗和90%以上的二氧化碳排放。

在一份媒体声明中，这些组织表示，获得专利的剪切辅助加工和挤压(ShAPE)工艺可以收集汽车制造过程中的废料和剩余的铝边角料，并将其直接转化为适合制造新汽车零部件的材料。该公司还在扩大规模，为电动汽车生产轻质铝制零部件。

《制造快报》的一篇研究文章详细描述了最新的进展，即在制造新零件之前，无需在材料中添加新开采的铝。通过降低回收铝的成本，制造商可能能够降低铝部件的总体成本，使其更好地取代钢。

首席研究员Scott Whalen说:“我们证明，用ShAPE工艺形成的铝零件在强度和能量吸收方面符合汽车工业标准。”“关键是ShAPE工艺可以分解废料中的金属杂质，而不需要耗能的热处理步骤。仅这一点就节省了大量时间，并带来了新的效率。”

该出版物标志着与北美最大的汽车零部件制造商麦格纳四年合作关系的高潮。

铝的优势

根据Whalen的说法，除了钢铁，铝是汽车工业中使用最多的材料。铝的优点使它成为一种有吸引力的汽车部件。无论是延长电动汽车的行驶里程，还是缩小电池容量，铝都是提高效率的轻量化汽车战略的关键材料。虽然汽车行业目前确实回收了大部分铝，但在重新使用之前，它通常会在其中添加新开采的原铝，以稀释杂质。

金属制造商还依赖于一个有百年历史的工艺，即将砖(或行业中所称的“钢坯”)预热到1000华氏度(550摄氏度)以上，并持续数小时。预热步骤溶解原料金属中的硅、镁或铁等杂质团块，并通过一种称为均质化的过程将它们均匀分布在钢坯中。

相比之下，ShAPE工艺在不到一秒钟的时间内完成了相同的均质步骤，然后在几分钟内将固态铝转化为成品，无需预热步骤。

“与麦格纳的合作伙伴一起，我们已经达到了ShAPE过程发展的关键里程碑，”Whalen说。“我们通过创造方形、梯形和多单元部件来展示其多功能性，这些部件都符合强度和延展性的质量基准。”

6063铝

在这些实验中，研究小组使用了一种被称为6063的铝合金，或建筑铝。这种合金用于各种汽车部件，如发动机支架，保险杠组件，框架轨道和外部装饰。

PNNL小组使用扫描电子显微镜和电子背散射衍射检查挤压形状，从而创建成品中每个金属颗粒的位置和微观结构的图像。

结果表明，成形后的产品强度均匀，不存在导致零件失效的制造缺陷。特别是，这些产品没有出现大量金属杂质的迹象，这些金属杂质可能导致材料变质，并阻碍了使用二次再生铝制造新产品的努力。

研究小组目前正在研究通常用于电动汽车电池外壳的更高强度铝合金。

惠伦说:“这项创新只是在制造业中为回收铝创造循环经济的第一步。”“我们现在正在努力将消费后的废物流纳入其中，这可能会为二次铝废料创造一个全新的市场。”

来源：www.mining.com

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