特斯拉研发新型铝合金,为汽车零部件带来重大变革
与非网 2 月 11 日讯,据悉,特斯拉公司在研发强度高、导电性强的新型铝合金,该铝合金可用于压铸电动 汽车 零部件。
据了解,商用铸造铝合金可分为两类,一类具备高强度,一类具有高导电率。例如,A356 铝合金的屈服强度大于 175 MPa,,导电率约为 40% IACS(国际退火铜标准)。相反,100.1 铝合金的导电率大于 48% IACS,但屈服强度小于 50MPa。而对于用于铸造如转子或逆变器等电动 汽车 的部件,铝合金需要既具备高强度,又具备高导电性。
此外,由于需要通过铸造工艺制造零部件,因而无法使用锻造合金。相反,通过低压、高速金属注射或高压压铸等铸造工艺制造零部件的方式更好,可以更快、更可靠地制造零部件。在铸造之后,合金必须能够保持其性能,以满足必要的应用要求。如果合金的可铸造性差,常常会导致肉眼可见的热撕裂,以及填充问题,即通常会降低终端铸造零部件的机械性能和电气化性能。
因此,特斯拉正尝试打造具有高屈服强度和高导电性,同时可抵抗热撕裂的合金,以便让其用于压铸驱动单元部件。与上述数据相比,特斯拉表示其新型合金的屈服强度可从 90 MPa 上升至 150 MPa,而导电率可以从 40% IACS 上升至 60% IACS。
特斯拉还表示,新型合金可用于压铸。在某个用例中,该合金具备适当的流动性,可确保该合金能够湿润整个模具,并使模具正确成型,从而使合金在铸件凝固时能够抵抗热撕裂,并保持所需的屈服强度。
铝锂合金
新材料是航空航天技术的重要基础,航空航天技术的发展又不断对材料科学提出新的间题和要求。铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。
锂是世界上最轻的元素。把金属锂作为合金元素加到金属铝中,就形成了铝锂合金。加入金属锂之后,可以降低合金的比重,增加刚度,同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。因为这些特性,这种新型合金受到了航空、航天以及航海业的广泛关注。正是由于这种合金的许多优点,吸引着许多科学家对它进行研究,铝锂合金的开发事业犹如雨后春笋般迅速发展起来了。
1983年在巴黎国际航空博览会上,世界上两家最大的铝合金生产企业——英国阿尔康铝业公司和美国阿尔考铝业公司,同时宣布研制成功新的革命性材料——铝锂合金。专家们认为,铝锂合金是从1943年发明铝锌系高强合金以来,铝合金研究和开发的又一个里程碑。
其实,铝锂合金并不是个新鲜概念。对这种材料的认识经历了相当长的时间。由于锂的比重小,在铝中的溶解度高,长期以来人们就把锂看作铝的亲密合作伙伴。早在本世纪20年代,科技工作者就对铝锂合金进行过许多评论。1924年,德国研制成功一种工业铝锂合金——司克龙。这是一种仅含0.1%锂的铝锌合金。它的机械性能比当时盛行的铝镁合金——杜拉铝要稍好一些。由于当时杜拉铝已得到公认,所以影响了司克龙合金应受到的广泛重视。1943年,高强度的铝锌镁铜合金问世,再一次低估了铝锂合金的工业价值。1957年,英国研制成功了含锂1.1%的X-2020铝合金。这种合金用于美国舰载超音速攻击机的机翼和水平尾翼的蒙皮上,取代原设计中的铝合金后,RA-5C飞机的重量减轻6%。原苏联的科技工作者同时也研制出了一种含锂2%的铝合金。又经过10年徘徊,到1967年发生了世界范围的能源危机后,各国又重新开始大规模研究铝锂合金。由于冶金技术和相关技术的发展,使含锂量更大、比重更小、强度更高的铝钾合金的出现成为可能。据认为,目前许多先进的战斗机和民航飞机大都采用了这种合金。铝锂合金的成本大约只是碳纤维增强塑料的1/10。如果采用铝锂合金制造波音飞机,重量可以减轻14.6%,燃料节省5.4%,飞机成本将下降2.1%,每架飞机每年的飞行费用将降低2.2%。可以预料,随着材料科学的发展,将有越来越多的新型合金进入航空航天业、各个工业部门及千家万户
太空铝和铝合金的区别在于:
1、太空铝是铝合金的一种:太空铝是经过高温氧化等特殊处理过的铝镁合金,铝合金涵盖的范围要大一些。
2、用途不一样:太空铝广泛应用于家居家装系列产品中,特别太空铝挂件成为现代家居厨卫挂件的新潮流。铝合金在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中都有大量应用。
3、环保程度不一样:太空铝材料是一种环保,不褪色,性价比高的金属,环保性比一般的铜制卫浴用品还要好。铝合金的铝单板和铝蜂窝板是环保材料,但是并不是所有的铝合金都是环保材料。
4、特点不一样:太空铝具有不生锈、不褪色、环保、耐用等等的优点。铝合金特点是硬度大,但塑性较差。
参考资料:
百度百科-铝合金 (有色金属结构材料)
百度百科-太空铝
6061-T651是6061铝合金的主要合金,是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品,其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比,但其镁、硅合金特性多,具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 典型用途 一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。 二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。 三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料,车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。 四、包装用铝材 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。 五、印刷用铝材主要用于制作PS版,铝基PS版是印刷业的一种新型材料,用于自动化制版和印刷。 六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能,主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。 七、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。 规格:圆棒、方棒 代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域。
一、6061铝合金元素
6061铝合金的主要合金元素是镁与硅,并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬,可以中和铁的坏作用;有时还添加少量的铜或锌,以提高合金的强度,而又不使其抗蚀性有明显降低;导电材料中还有少量的铜,以抵销钛及铁对导电性的不良影响;锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织;为了改善可切削性能,可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中,使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅,具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性,氧化效果较好。
二、镁铝6061特点
镁铝6061-T651是6系合金的主要合金,是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品;镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。
三、6061典型用途代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域,也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。
铝合金基本状态代号:
F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定(不常见)
O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品(偶尔会出现)
H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)
W 固熔热处理状态 一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)
T 热处理状态 (不同于F、O、H状态) 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字(一般为热处理强化型材料) 我们常见的非热处理强化型铝合金后面的状态代号一般是字母H加两位数字。
如1100 H14。 下面简单介绍以下状态代号的含义内容。
字母H后面一般跟两位数字: 第一位数字表示的就是加工硬化处理的方法。 H后面的第一位数字有:1,2,3,4
即H1* H1*表示单纯加工硬化处理
H2* H2*表示加工硬化及不完全退火
H3* H3*表示加工硬化及稳定化处理
H4* H4*表示加工硬化及涂漆处理
第二位数字表示的就是材料所达到的硬化程度。
H后面的第二位数字有:1,2,3,4,5,6,7,8,9
既H*1 0与2之间的硬度
H*2 1/4硬
H*3 2与4之间的硬度
H*4 1/2硬 H*5 4与6之间的硬度
H*6 3/4硬 H*7 6与8之间的硬度
H*8 全硬状态 H*9 超硬状态
(H后面跟三个数字的情况不多,只有几个。H111表示最终退火后又进行了适量的加工硬化。H112表示适用于热加工成型的产品。H116表示含镁量≥4.0%的5***系合金制成的产品.)
我们常见的热处理强化型铝合金后面的状态代号一般是字母T加添加一位或多位阿拉伯数字表示T的细分状态 在T后面添加0—10的阿拉伯数字,表示细分状态(称作TX状态)。T后面的数字表示对产品的热处理程序。 T0 固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工的状态。
适用于经冷加工提高强度的产品。
T1 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态。 适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品。
T2 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。
T3 固溶热处理后进行冷加工,再,经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后,进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。
T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后,不在进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品。
T5 由高温成型过程冷却,然后进行人工时效的状态。 适用于由高温成型过程冷却后,不经过冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限),予以人工时效的产品。
T6 由固溶热处理后进行人工时效的状态。 适用于由固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品。
T7 由固溶热处理后进行人工时效的状态。 适用于由固溶热处理后,为获取某些重要特性,在人工时效时,强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品。
T8 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时效的状态。 适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。
T9 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工的状态。 适用于经冷加工提高产品强度的产品。
T10 由高温成型过程冷却后,进行冷加工,然后进行人工时效的状态。 适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产品。 T状态及TXXX状态(消除应力状态外) 在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字(称作TXX状态),或添加两位阿拉伯数字(称作TXXX状态),表示经过了明显改变产品特性(如力学性能、抗腐蚀性能等)的特定工艺处理的状态。
T42 适用于自O或F状态固溶热处理后,自然时效达到充分稳定状态的产品,也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到了T42状态的产品。
T62 适用于自O或F状态固溶热处理后,进入人工时效的产品,也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到了T62状态的产品。
T73 适用于固溶热处理后,经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品 T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态,但小于T76状态。
T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态,抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态,但其抗剥落腐蚀性能仍较好。
T7X2 适用于自O或F状态固溶热处理后,进行人工时效处理,力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品。 T81 适用于固溶热处理后,经1%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品。 T87 适用于固溶热处理后,经7%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品。 消除应力状态 在上述TX或TXX或TXXX状态代号后面添加“51”、或“510”、或“511”或“52”或“54”表示经历了消除应力处理的产品状态代号。
TX51 TXX51 TXXX51 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环,这些产品拉伸后不再进行矫直。 厚板的永久变形量为1.5%~3%;轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%~3%;模锻件锻环或轧制环的永久变形量为1%~5%。挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%;拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。
TX511 TXX511 TXXX511 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材,以及拉制管材,这些产品拉伸后可微略行矫直以符合标准公差。
TX52 TXX52 TXXX52 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,通过压缩来消除应力,以产生1%~5%,永久变形量的产品。
TX54 TXX54 TXXX54 适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件。 T6,固溶处理(淬火),人工时效
T62,由退火或F状态固溶处理,人工时效
T61是一种特殊热处理状态,要求其强度低于T6。
T61,没见过。
化学成分:
硅Si:0.7-1.2
铁Fe: 0.7
铜Cu:1.8-2.6
锰 Mn:0.40-0.8
镁Mg:0.40-0.8
锌Zn:0.30
钛Ti:0.15
镍Ni:0.10
铝Al:余量
其他:
单个:0.05 合计:0.10
是一种高强度锻铝在热态下具有高的可塑性,易于锻造、冲压的铝合金材料。
社会发展日新月异,生活的需求增加带动了工业的迅速发展。在新型门窗材料的应用上,生活中对于塑料门窗和铝制门窗的应用较为多,但同时这两种门窗的问题也相对较多。随着新材料的问世,铝合金门窗,以其质量更优,重量更轻,便于安装等优势,逐渐受到人们的喜爱,在市场上的份额逐步扩大。下面小编就来带大家了解一下新型门窗材料的具体内容。
新型门窗材料价格
新型门窗材料介绍一:实木用实木做门窗的一般只有在复古气息非常隆重的地方才会看到,当然,一些有钱人,往往在自己别墅的装修上采用实木制造的门窗,这样既能彰显他们的身份地位,又能有益身心健康。其市场价格一般在1500元至4000元左右/平米。
新型门窗材料介绍二:塑钢塑钢是刚刚流行起来的门窗材料之一,用它制成的门窗具有很好的耐酸碱性,耐腐蚀性并且对于施工人员来说,他们也会建议消费者购买这类门窗,因为其安装上非常的便捷,可以为他们节省很多的时间,其市场价格为:500元至2000元左右/平米
新型门窗材料介绍三:铝合金铝合金门窗是非常流行的一种门窗材料之一,它能根据顾客的要求进行不同的开门(床)设计,例如推拉,平开,上悬等。制作过程中容易造型,能满足不同层次的消费者需要。其市场价格一般在200元至500元左右/平米。
新型门窗材料介绍四:不锈钢不锈钢是许多办公建筑喜欢用的材料之一,其有很好的耐磨,耐腐蚀,抗氧化的性能,并且,表面色泽光鲜亮丽,符合现代的潮流,很有时尚感,并且本身自重较轻,能有效的减轻高楼大厦的负重,其市场价格一般在:800元至2500元左右/平米。
新型门窗材料介绍五:铝包木铝包木是才流行不久的门窗用材,它就保留了实木的优点,有很好的提高了实木的性能,并且用它制造出的门窗外形都是非常好看的,这也是目前许多消费者最中意的一种门窗材料,其市场价格一般在800元至2000元左右/平米。
新型门窗材料简介
新型专利产品彩色不锈钢骨防盗窗克服了市场现有防盗窗防盗性能差,易生锈,色彩单一、笼狱感强等缺点。不仅色彩多样并永不生锈,内部采用钢骨通过标准零部件组装,在增防盗性能的同时更具装饰性,产品档次明显提升。
铝合金是各种金属元素制成的合金,具有其他材料所无法比拟的优点,质量轻并且强度高,可挤压成各个时期所用各种新的复杂断面材料。
新型门窗材料要数塑钢,铝合金了。
铝合金门窗20世纪80年代初期在我国问世,由于其体轻、耐蚀等独特优点逐渐代替原有的钢窗受到消费者的青睐。但近两年国内塑钢门窗发展速度很快,已对铝合金门窗的市场造成明显冲击。
中国塑钢型材的规模化生产是从大连实德集团1995年引进设备开始的。塑钢是对塑钢型材的简称,主要化学成分是PVC,因此也叫PVC型材。是被广泛应用的一种新型的建筑材料,该材料性能优良、加工方便、用途广泛,由于其物理性能如刚性、弹性、耐腐蚀,抗老化性能优异,通常用作是铜、锌、铝等有色金属的佳代用品。在房屋建筑中主要用于推拉,平开门窗、护栏、管材和吊顶材料的应用。
有人认为,铝制的门窗外框导热系数强,不利隔热保温,而塑料隔热,能节约能源。针对这种说法,中国建筑装饰协会铝制品委员会有关专家认为,实际上,隔热保温主要是玻璃,而非窗框材料的问题。
新型门窗材料主要性能
1、隔音性能
据资料表明,塑钢门窗的隔音性能大大优于铝合金门窗。比方说:达到同样噪音要求的建筑物,安装铝合金门窗的建筑与交通干道的距离需在50米以外,如果用塑钢门窗则可缩短到16米以内。
2、隔热性能
提到隔热性能,我们需从材质基础技术参数比较,例如PVC材料的导热系数为0.14,而铝合金则为175。也就是说,在同等条件下,就材质导热能力而言,铝材是PVC材料的1250倍。当然,如果将PVC制成门窗,进行能耗比较,就很难一概而论。因为室内散失热量,通常与屋面、地面、墙壁和门窗有关。但科研资料表明,作为普通住宅,同样开启空调,装塑钢门窗的房间比装铝合金门窗的房间每天节电要超过5度。
3、耐腐蚀性
塑钢门窗能耐酸耐碱及其它化学物质的腐蚀,故不怕城市环境污染、盐酸和酸雨等的侵蚀。而铝合金则不然,遇腐蚀后容易导致表面氧化,缩短使用寿命。
4、门窗的安装性能及使用寿命
塑钢门窗自重大大低于铝合金门窗,更由于是整体成型,安装速度很快,从而使得整个工效大为提高。使用寿命方面,塑钢门窗的正常使用寿命为30至50年,低于铝合金门窗。
5、产品款式及工艺性能
塑钢门窗与铝合金门窗均可根据设计人员的设计要求制作成平开、推拉、上悬及弧形窗,造型美观大方新颖。塑钢门窗表面可着色、覆膜、多色共挤铝合金门窗表面可喷涂、电泳,色泽也可做到多样化。
以上就是小编分享的关于新型门窗材料的相关内容,各种材质的门窗材料价格各不相等,质量工艺也各有不同。我们不能简单的说哪一种材料更好,只能从自己的情况出发,来综合的判断自己更需要哪一种门窗。当然,只有最适合我们的可能才是最好的,我们要从自己的需求上出发,综合考虑各种材料的优缺点,做出最优选择。以上就是我们的分享,希望对大家有所帮助。