“PNNL研发新型铆接技术实现轻质镁固件 有助于提高车辆燃油经济性”

据盖乌斯汽车报道，当地时间9月5日，美国太平洋西北国家实验室( pnnl )开发了新的专利铆接技术，使轻质镁更容易制造，并可以缩短紧固各铆钉所需的时间。

pnnl开发新的铆接技术而制成的镁部件(照片来源: pnnl ) ) ) ) )。

镁是最轻的金属之一，因此成为了汽车实现更优异油耗的理想材料。 但是，在工业应用中，镁落后于铝和钢，易碎，所以不容易制造结构物。 这种基于摩擦的铆接技术被称为摆锤铆接( rhr )，可以省去预热金属制造铆钉的工序，可以改善紧固接头。 此外，该技术还适用于飞机制造的铝铆钉。 这种加工方法的速度明显加快，在飞机和车辆的制造上可以节省时间和成本。

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铆接是连接不同材料的最古老的技术之一。 古埃及人用木制铆钉把金属把手连接到陶罐上。 铆接技术代代相传，跨越文明，见于罗马建筑、维京船、中世纪盔甲和其他历史物品。

随着19世纪和20世纪新材料的出现，钢铆接出现在建筑、桥梁、战舰、飞机等各种结构应用中。 但是，铆接技术几乎没有变化。 取一端为蘑菇形状的圆柱状金属，把柄或棒穿过连接两种材料的孔，用锤子敲击柄的一端，做成第二个头，将两种材料连接起来。

使用镁铆钉可能会破裂。 镁合金重量轻，强度大，但在室温下镁容易破裂。 因此，通常要加热镁合金使其充分柔软，然后进行锤击和弯曲，以免断裂。

加热各铆钉的速度很慢，价格也很高。 因为尽管镁铆钉比用来连接镁板的铝铆钉轻30%，但很少采用。

锤头铆接是一种新的铆接技术

pnnl开发的rhr技术不需要预热镁铆钉。 这个工艺使用的是无需预热的镁铆钉。 这是因为以前传下来的锤子铆接比需要预热的铆钉速度快4~12倍，能够提高强度和防腐性能。

rhr是搅拌摩擦焊的分支技术，使用一种叫做锤子的小型旋转工具，旋转力通过摩擦和变形产生热量，使镁软化形成铆钉头，将铆钉头的底面和下方的金属板冶金混合。 制成这种金属可以保证连续的结合，可以防止腐蚀。

这项新获得专利的技术可以使金属变形，改变晶体结构。 使用高倍率显微镜，可以看到晶粒是如何优化和重定向的，以使镁成形得更坚固。

用于飞机制造的铆接处理方案

研究人员表示，rhr还适合制造飞机用铝铆钉。 虽然每架商用飞机包含数十万枚铆钉，大多由铝合金2024制成，但rhr工艺可以降低价值成本，提高生产线的效率。 用铝合金2024制作的铆钉在室温下保存的话强度太大，无法铆接。 因此，也需要进行退火、软化后保存在冰箱中，在铆接前保持软化状态。

更高速的摩擦铆接技术[/s2/]

使用rhr工艺解决铝的速度很快。 以前，铆接各铆钉需要1~3秒，而rhr只需要0.25秒。 也就是说，每铆接10万个铆钉可以节省40个小时。 rhr工艺只是pnnl开发的加工金属合金和复合材料的卓越技术。 这种固相加工技术包括使金属和其他材料在不熔融、加热、混合、制造、连接的情况下变形，最终得到的材料与用传统的制造方法制作的材料相比，性能更好。