基于摩擦的铆接技术可以使镁更有用

尽管镁以重量轻而著称，但将其铆接在一起可能是一个涉及大量能源的过程。据称，一项新技术可以使操作变得更加简单，并可能为这种金属开辟新的用途。

铆钉基本上是蘑菇形金属销，其圆柱形“杆”(或铆钉)被推入需要连接的两块金属板上对齐的孔中。铆钉的“帽”(或头部)最终靠在一件的表面上，而铆钉从另一件伸出。然后用锤子敲打那个小腿，使其展开并变平。因此，片材在一侧由头部保持在一起，在另一侧由扁平的柄部保持在一起。

不幸的是，因为镁容易变脆，如果在室温下敲打，用它制成的铆钉可能会破碎。这个问题可以通过在烤箱中预热这样的铆钉来解决——为了使它们更软——但这需要时间并消耗能量。因此，镁铆钉不常使用。

虽然铝铆钉可用于连接镁片，但它们比镁铆钉重约 30%。因此，使用它们会部分抵消使用镁金属片的重量减轻。

华盛顿州太平洋西北国家实验室的科学家们现在已经开发出一种他们声称的更好的镁铆接方法，称为旋转锤铆接 (RHR)。它建立在称为摩擦搅拌焊接的现有技术之上。

该过程开始于在室温下将镁铆钉的柄插入两片镁的孔中。然后将称为锤子的工具向上推到柄的尾端。尽管它的名字，这把锤子不像你工具箱里的那个——相反，它是一个带有凹形末端的实心金属圆柱形装置，它像钻头一样快速旋转。

当锤子靠着柄旋转时，它会产生摩擦，进而产生热量。热量软化了镁，足以使锤子施加的压力能够迅速将其压平。

“在锤子的旋转速度和我们将其插入铆钉的速度之间，我们进行了多次尝试才能找到合适的平衡点，”首席科学家王天浩博士说。“但我们最终在加工范围内找到了一个最佳点，铆钉头不会粘在工具上，也不会在 RHR 过程中破裂。”

重要的是，该技术也可以应用于由常用铝合金 2024 制成的铆钉。因为这种金属在室温下储存时实际上太硬而无法用作铆钉，因此必须先加热使其变软，然后再储存放在冰箱里以保持这种状态。随后必须在从冰箱中取出后尽快使用，然后再加热并重新硬化。

然而，如果 RHR 用于未经处理的2024 铝合金铆钉，它们在室温下很容易变平。更重要的是，据称每个铆钉的应用只需要四分之一秒，而不是通常需要的 1 到 3 秒。

“如果采用 RHR，这将意味着在铆接一架商用客机的一小部分上花费整整一周的时间，”该研究论文的通讯作者 Scott Whalen 博士说。该论文最近发表在《镁与合金杂志》上。

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