[发明专利]提供塑性区挤出

说明书

版权

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技术领域

本发明涉及一种用于提供塑性区挤出的方法，一种挤出材料的系统，以及一种用于提供摩擦搅拌的方法。

背景技术

挤出是一种用于制备具有固定横截面轮廓物体的方法。将材料通过具有所需横截面的模头推动或牵引。因为材料仅受到压缩和剪切应力，所以挤出提供了制备具有复杂横截面的物体的能力。

发明内容

提供此发明内容以简化的形式介绍概念的选择，以下在具体实施方式中对所述概念进行进一步的描述。此发明内容不意在确定所主张权利的主题的关键特征和必要特征。此发明内容也不意在用于限制所主张权利的主题的范围。

可以提供塑性区挤出。首先，可以将原料放置到室中。然后，在该室中可以在原料内产生摩擦热，以将原料加热至该原料的塑性区。然后，在原料处于塑性区之后，可以将该原料通过室中的孔口挤出。

上述一般性描述和以下具体实施方式都提供了实例，并且仅是示例性的。因此，上述一般性描述和下列具体实施方式不应当被视为是限制性的。此外，可以提供除了本文中所陈述的那些特征或变化以外的特征或变化。例如，实施方案可以涉及具体实施方式中描述的各种特征组合以及次要组合。

附图说明

结合在本公开内容中并且构成本公开内容一部分的附图示例了本发明的多个实施方案。在图中：

图1显示挤出系统；

图2显示摩擦挤出系统；

图3显示由机械加工碎屑制成的线材；

图4显示在铝2618合金基体中的分散的不连续SiC颗粒；

图5显示摩擦搅拌工艺；

图6显示FSP区的横截面视图；

图7显示纳米Al₂O₃粒子通过FSP在纯Al基体中的均匀分散；

图8显示在从可再循环废料制造相对于本发明实施方案可比较的最终产品过程中包括的各阶段，以及包括熔融、铸造和辊轧/挤出的当前技术；

图9显示经由与本发明实施方案一致的挤出工艺制造的最终产品的实例；和

图10显示用于制造一百万公吨产品的能量损耗。

具体实施方式

下列具体实施方式引用附图。可能时，在图和下列说明中使用相同的参考数字以指代相同或类似的元件。虽然可能描述了本发明的实施方案，但是修改、调配和其它实施方式也是可能的。例如，可以对图中示例的要素进行替换、附加或修改，并且可以通过对所公开的方法进行替换、重排序或增加阶段而对本文中描述的方法进行修改。因此，下列具体实施方式不限制本发明。

对于美国国内金属生产者(钢、Al合金、Ti合金，例如)而言，出于多种原因，再循环刮削材料具有突出的重要性。首先，对于涉及处理作为工业废物的刮削金属的环境问题存在巨大的关注。与在工业化的这些年中产生的刮削金属的丰富和持续积累相对照地，还存在国内天然矿物资源减少的问题。首要的驱动力可能在经济方面。再循环可能比从矿石制造更廉价、更迅速并且更能量有效。此外，用于再循环的资本设备成本可以是低的。例如，再循环铝可能仅需要约10％的用于从矿石制造这些铝的资本设备成本。与基于大型BOF的综合性工厂相比，还可以更廉价地建设主要使用废料作为原料的具有EAF炉的小型钢铁厂。

美国能源部工业技术计划(U.S.Department of Energy’s Industrial Technology Program)(ITP)在多数能源密集型工业部门中进行了一系列的研究来调查能量消耗。对于钢铁工业和铝工业两者-美国两个最大的金属制造工业-将废料转化为有用产品已经成为主要的生产来源。

自二十世纪60年代以来，从吨位和总生产百分率两方面来讲，再循环铝废料已经在美国稳步发展。在2000年，美国生产的铝金属的接近一半(48.5％)来自于再循环的材料。类似的趋势也存在于炼钢中。钢已经成为最多的再循环材料，现在美国钢的三分之二由废料生产。每年超过千万辆汽车被粉碎并且来自于这些汽车的粉碎废料被返还到熔炼车间。