Bei der Herstellung eines Autos werden eine große Anzahl von Metallen und deren Legierungen sowie die Techniken, mit denen sie verarbeitet werden, und die Techniken und Verfahren zur Herstellung verschiedener Teile verwendet. Einer dieser Prozesse ist die Extrusion.

Die Extrusion ist ein Prozess, mit dem Objekte mit einem festen Querschnittsprofil erstellt werden. Ein Material wird durch eine Matrize mit dem gewünschten Querschnitt geschoben. Die beiden Hauptvorteile dieses Verfahrens gegenüber anderen Herstellungsverfahren sind seine Fähigkeit, sehr komplexe Querschnitte zu erzeugen und spröde Materialien zu bearbeiten, da das Material nur Druck- und Scherbeanspruchungen ausgesetzt ist. Es bildet auch Teile mit einer hervorragenden Oberflächengüte. Auf diese Weise hergestellte Metallgegenstände müssen effizient abgeschreckt werden.

Tesla hat ein Patent angemeldet: "System und Verfahren zur Erleichterung des gepulsten Sprühabschreckens von extrudierten Objekten"

Anmeldedatum: 20. November 2019
Erscheinungsdatum: 21. Mai 2020

Erfinder: Ottmann; Jared E.; (Fremont, CA)

Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Metallbehandlungen. Insbesondere bezieht sich diese Offenbarung auf Techniken zum Abschrecken von extrudierten Metallgegenständen.

Systeme und Verfahren zum Abschrecken eines Extrudats unter Verwendung eines zerstäubten Flüssigkeitssprays werden beschrieben. Ein System umfasst eine Knüppeldüse an einem proximalen Ende, die konfiguriert ist, um eine Knüppelaufnahme aufzunehmen und ein Extrudat zu bilden, eine Abschreckkammer, die neben der Knüppeldüse zum Aufnehmen des Extrudats angeordnet ist und mindestens eine Zerstäubungssprühdüse mit gepulster Breitenmodulation (PWM) und eine Steuerung umfasst Modul in Verbindung mit der mindestens einen PWM-Zerstäubungssprühdüse und konfiguriert zur unabhängigen Steuerung eines Flüssigkeitsdrucks, eines Gasdrucks, einer Sprühfrequenz, eines Arbeitszyklus und einer Durchflussrate jeder mindestens einer PWM-Zerstäubungssprühdüse.

Extrudierte Metallgegenstände, insbesondere Gegenstände aus Aluminiumlegierungen, sind in der Bau- und Automobilindustrie weit verbreitet. Das Extrusionsverhalten und die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen können nach der Homogenisierung empfindlich auf die Mikrostruktur der Knüppel reagieren. Typischerweise kann für die Homogenisierungsbehandlung von 6XXX-Legierungen ein Einweichverfahren verwendet werden, um die großen Si und Mg enthaltenden Niederschläge in der Al-Matrix zu lösen. Die Kühlpraxis bestimmt andererseits das Ausfällungsverhalten von Mg 2 Si und kann somit einen signifikanten Einfluss auf die Extrusionsleistung des Knüppels und die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts haben.

Extrudierte Metallgegenstände wie Aluminiumlegierungen der Serie 6000 (d. H. 6XXX) erfordern häufig ein Abschrecken durch Wärme, um den Homogenisierungsprozess zu optimieren, der höhere mechanische Eigenschaften bietet.

FEIGE. 1 zeigt ein Al-Mg 2 Si-Phasendiagramm, das ein schnelles Abkühlen von Al-Si-Mg-Legierungen zeigt, wobei Mg 2 Si-Partikel in der Aluminiummatrix eingeschlossen werden. Solche wirksamen Wärmebehandlungen ermöglichen höhere mechanische Eigenschaften der Legierung.

Um wirksame Wärmebehandlungen zu erhalten, wird Wasser typischerweise in Legierungsabschreckprozessen teilweise aufgrund seiner Wärmeabsorptionseigenschaften während der Phasenumwandlung von Wasser in Dampf verwendet. Herkömmliche Abschrecktechniken, die typischerweise einen Hochdruckwasserspray verwenden, unterliegen jedoch dem Leidenfrost-Effekt.

Der Leidenfrost-Effekt besteht darin, dass eine Dampfsperrschicht über der Oberfläche gebildet wird, die die Wärmeübertragung hemmt. Infolgedessen kann der Leidenfrost-Effekt eine wirksame Wärmeabfuhr von der heißen Oberfläche verhindern (z. B. Abschrecken der Legierung).

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung minimieren oder überwinden den Leidenfrost-Effekt und verbessern dadurch die Abschreckrate. Insbesondere stellt die Offenbarung einen Mechanismus zur Erzeugung zerstäubter Wassertröpfchen zum wirksamen Abschrecken eines in Rechnung gestellten Metalls bereit. In einer anderen Diskussion wird das Wasser in Impulsen auf den Knüppel gesprüht, was Zeit gibt, damit sich die Dampfsperre auflöst, bevor der nächste zerstäubte Sprühnebel von der Düse abgegeben wird. Diese kleinen Wassertropfen verdampfen schnell bei Kontakt mit der heißen Oberfläche des Objekts, wodurch der Leidenfrost-Effekt minimiert oder verringert wird und eine verbesserte Abschreckrate ermöglicht wird.

FEIGE. Fig. 6 zeigt ein implementiertes System 600 zum Abschrecken eines Extrudats mit einem Zerstäubungsspray.

Ausgewähltes Bild: Tesla