特斯拉专利：更高效冷却工艺制高强度铝部件 改进车架质量

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据外媒报道，特斯拉（Tesla）提交了一份专利申请，其中描述了一种更高效的新型冷却工艺，可用于生产其生产线上使用的高强度铝部件。

（图片来源：teslarati.com）

该项专利名为：“促进挤压物体脉冲喷射淬火的系统和方法”（System and Method for Facilitating Pulsed Spray Quench of Extruded Objects），描述了一种旨在提高铝合金部件强度、刚度和能量吸收能力的淬火工艺，将利用多路喷嘴系统对挤压铝部件进行喷雾冷却。

如今的车辆都使用6XXX铝合金制成汽车前后保险杠、车辆侧面和后面的台阶以及膝部垫板。特斯拉也在专利文件中表示，其汽车采用的就是6XXX铝合金。此类部件经过挤压之后，就会进入淬火过程，即一个简单的冷却被加热金属的过程。

（图片来源：teslarati.com）

目前，特斯拉采用的淬火工艺是将最新被挤压的铝合金浸泡到水中，以达到冷却目的，此种淬火工艺称为“快速冷却”。虽然还有风冷和炉内冷却等冷却法，但对汽车制造而言，将部件浸泡在水中是最省时的方法。

不过，特斯拉的专利承认，此种快速冷却铝合金部件的方法会对金属结构的完整性造成不利影响。快速冷却不仅会导致金属零件变形和弯曲，还会导致化学变化。

铝合金部件中存在硅化镁（Mg2Si），快速冷却铝合金部件会抑制此种化合物在金属中的凝固。如果在水中快速冷却铝合金部件时没有正确处理Mg2Si，该金属会需要更高的挤压压力，并会对热更敏感，这两种特性相结合会有效地降低最终产品的机械性能，导致车架在生产过程中失去强度。

（图片来源：teslarati.com）

因此，特斯拉计划采用多路喷涂系统冷却挤压铝部件，避开很多铝合金制造商采用的浸泡工艺。在专利文件中，该公司介绍了一种淬火系统，能够根据部件的大小，以不同的速度喷射新挤压好的金属，每分钟喷射半加仑至10加仑的水就可以冷却该金属。

此外，在淬火室的近端和远端会放置两个高温计，负责在淬火过程中让金属保持一定的温度。此类高温计能够与该系统交流，以确保其具有合适的冷却温度，确保铝部件的降温不会过快，让Mg2Si得到合适的处理。此外，还会监控温度控制、喷射频率、液体压力、气体压力和水流流量等因素，以最大限度地确保铝部件在淬火完成后的强度。

特斯拉认识到快速冷却挤压金属部件的缺陷也表明，该公司意识到，可以通过更高效的冷却技术提高汽车车架的强度。

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