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镁科研

【日本】利用挤压法回收镁合金技术

发布时间：2024-07-22 作者：综合管理部

CLU株式会社宣布，国立先进工业科学技术研究所（AIST）与多材料研究部访问研究员Yasumasa Chino、Naofumi Saito和访问研究员Isao Nakatsugawa合作，开发了一种利用挤压回收镁合金废料的技术。

该技术是利用静冈县先进企业开发项目推进项目基金资助令和3~5年，基于AIST的“固相回收法”技术诀窍和表面分析技术、微观结构分析技术开发的。

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图1 使用固相回收和重熔的传统回收方法

随着镁作为最轻的金属，在手杖和轮椅等辅助设备中的使用越来越受到关注，因此需要从减少环境影响的角度回收镁废料的技术。Makluu Co.， Ltd.与AIST联合研发直接挤出镁合金废料我们开发了一种利用固化和回收的“固相回收方法”的回收技术。与在回收厂收集和回收的技术不同，该技术可以低能耗回收，并且不会降低回收产品的质量（图1）。通过这一发展，我们确认了通过固相回收方法回收的废料（管道材料）表现出与回收前材料几乎相同的机械性能和耐腐蚀性。未来，通过利用该技术对再生材料进行加工，我们计划以再生镁合金作为结构材料并作为功能材料为目标来发展我们的业务。

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图2  固相回收法生产的再生材料外观

在这项技术的开发中，我们采用了“固相回收法”，即直接挤出镁废料，这是一种不涉及重熔的回收技术，以使其固化和再生。该方法被提出为一种处理镁合金切削切屑的方法*，是一种在挤出过程中通过塑料加工破坏和固化废料表面氧化物的方法。它作为一种通过塑料加工控制再生材料结构并同时实现强度和延展性之间极佳平衡的方法也备受关注。

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图3 管材拉伸试验结果

固相回收法的缺点包括无法控制来历不明的废料的质量，以及如果废料的质量不均匀，回收料的特性可能会有所不同。此次针对的废料是Makru Co.， Ltd.内部生产的管材，成分和形状相对均匀。所有回收均在内部进行，是应用“固相回收定律”的最佳环境。

在开发回收技术之前，我们准备了一种挤压工艺，其中包括 690 吨的挤压工艺。挤出用的钢坯直径为φ80mm，我们曾挤出过外径φ10mm~φ31.8mm的管材。

在这次研发中，通过联合研究，我们成功地找到了使用“固相回收法”回收时，废管材料的力学性能（强度、延展性）和耐腐蚀性不会恶化的条件。Maklu Co.， Ltd. 负责工艺技术的开发，而 AIST 负责评估回收材料的机械性能、耐腐蚀性和微观结构。然后将双方的数据相互反馈，以得出最佳工艺条件。图 2 显示了通过固相回收方法回收的管道等回收材料的外观。通过这种方法，可以确认它可以在不经过重熔的情况下作为管道材料再生。图3显示了通过固相回收方法回收的管材（再生材料）和具有相同加工历史的新铸锭制成的管材（新材料）的拉伸试验结果。在强度和伸长率方面，再生材料表现出与新材料相同的特性。图4显示了通过盐水浸泡试验评估耐腐蚀性的结果。我们还发现，回收材料表现出与新材料几乎相同（或更好）的耐腐蚀性。使用固相回收方法回收废料时，其中一个问题是废料表面的氧化物可能会混入回收材料中。在这项研发中，我们发现，通过进行简单的表面调整（如桶抛光）可以显着抑制氧化物污染水平。

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图4 管材盐水浸泡试验结果

固相回收方法所需的能量与使用新材料的挤出工艺几乎相同，并且可以比涉及重熔的回收过程对环境的影响更小。通过一系列的研究和开发，我们能够发现，在不破坏回收材料特性的情况下，既能节约又能回收的水平回收是可行的。



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