Euroopa autotööstus on kuulus oma arenenud ja ülimalt uuendusmeelsuse poolest. Energiasäästu ja heitkoguste vähendamise poliitika edendamisega, et vähendada kütusekulu ja süsinikdioksiidi heitkoguseid, kasutatakse autode disainis laialdaselt täiustatud ja uuendusliku disainiga alumiiniumsulameid. Statistika järgi on viimase kümne aastaga sõiduautodes kasutatud alumiiniumi keskmine kogus kahekordistunud ning alumiiniumisulamite massi vähenemine on näidatud alloleval joonisel 1. Tuginedes uuenduslikele disainikontseptsioonidele, jätkub see trend ka järgmistel aastatel.
Kergekaalu arendamise protsessis seisavad alumiiniumisulamid silmitsi ägeda konkurentsiga teiste uute materjalidega, näiteks ülitugeva terasega, mis suudab säilitada kõrge tugevuse ka pärast õhukeseseinalist disaini. Lisaks on veel magneesiumi-, titaan-, klaas- või süsinikkiust komposiitmaterjale, millest viimaseid kasutatakse kosmosetööstuses juba laialdaselt. Nüüd on mitmest materjalist disaini kontseptsioon integreeritud autodisaini ja püütakse rakendada sobivaid materjale sobivatele osadele. Väga oluliseks väljakutseks on ühendamise ja pinnatöötluse probleem ning välja on töötatud erinevaid lahendusi, nagu mootoriploki ja jõuallika komponendid, raami disain (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), õhuke plaatkonstruktsioon (Honda NSX). , Jaguar, Rover), vedrustuse (DC-E klass, Renault, Peugeot) ja muude konstruktsioonikomponentide disain. Joonisel 2 on näidatud autodes kasutatavad alumiiniumi komponendid.
BIW disainistrateegia
Valge kere on tavalise auto kõige raskem osa, moodustades 25–30% sõiduki massist. Valge kere disainil on kaks konstruktsioonilahendust.
1 "Profiiliruumi raami disain" väikestele ja keskmise suurusega autodele: Audi A8 on tüüpiline näide, valge kere kaalub 277 kg, koosneb 59 profiilist (61 kg), 31 valandist (39 kg) ja 170 plekist (177 kg). Neid ühendatakse neetimise, MIG-keevituse, laserkeevituse, muu hübriidkeevituse, liimimise jne abil.
2. "Sissepressitud lehtmetallist monokokkkonstruktsioon" keskmise kuni suure võimsusega autode jaoks: näiteks Jaguar XJ (X350), 2002. aasta mudel (nagu on näidatud alloleval joonisel 4), 295 kg massiga "tembeldatud kerega monokokk struktuur" valge kere koosnes 22 profiilist (21 kg), 15 valandist (15 kg) ja 273 plekkdetaili (259 kg). Ühendusmeetodid hõlmavad liimimist, neetimist ja MIG-keevitust.
Alumiiniumsulami pealekandmine korpusele
1. Vananemisega karastatud Al-Mg-Si sulam
6000-seeria sulamid sisaldavad magneesiumi ja räni ning neid kasutatakse praegu autode kerelehtedes nagu A6016, A6111 ja A6181A. Euroopas on 1-1,2 mm EN-6016 suurepärane vormitavus ja korrosioonikindlus ning seda kasutatakse laialdaselt.
2. Mittekuumtöödeldud Al-Mg-Mn sulam
Spetsiifilise suure deformatsioonikõvenemise tõttu on Al-Mg-Mn sulamid suurepärase vormitavuse ja suure tugevusega ning neid kasutatakse laialdaselt autotööstuse kuum- ja külmvaltsitud lehtedes ja hüdrovormitud torudes. Kasutamine šassiil või ratastel on veelgi tõhusam, kuna vedrustuseta liikuvate osade massi vähendamine suurendab lisaks sõidumugavust ja vähendab mürataset.
3. Alumiiniumprofiil
Euroopas pakuti välja täiesti uued alumiiniumprofiilide disainil põhinevad autokontseptsioonid, näiteks alumiiniumsulamist raamid ja keerulised aluskonstruktsioonid. Nende suur potentsiaal keerukaks disainiks ja funktsionaalseks integreerimiseks muudab need kõige sobivamaks kuluefektiivseks seeriatootmiseks. Kuna ekstrusiooni ajal on vaja karastada, kasutatakse keskmise tugevusega 6000 ja kõrge tugevusega 7000 vanusega karastuvaid sulameid. Vormitavust ja ülimat tugevust kontrollitakse järgneva kuumutamisega vananemisega karastamisega. Alumiiniumisulamist profiile kasutatakse peamiselt raami projekteerimisel, põrketalades ja muudes kokkupõrkekomponentides.
4. Alumiiniumivalu
Valandid on autodes kõige laialdasemalt kasutatavad alumiiniumkomponendid, nagu mootoriplokid, silindripead ja spetsiaalsed šassii komponendid. Isegi diiselmootorid, mis on oma turuosa Euroopas kõvasti suurendanud, lähevad tugevuse ja vastupidavuse kasvavate nõudmiste tõttu üle alumiiniumvaludele. Samal ajal kasutatakse alumiiniumvalusid ka raami projekteerimisel, võlli osades ja konstruktsiooniosades ning uute AlSiMgMn alumiiniumsulamite kõrgsurvevalu on saavutanud suurema tugevuse ja plastilisuse.
Alumiinium on oma madala tiheduse, hea vormitavuse ja hea korrosioonikindluse tõttu valitud materjal paljudes autotööstuses kasutatavates rakendustes, nagu šassii, kere ja paljud konstruktsioonikomponendid. Kerekonstruktsiooni kujundamisel kasutatav alumiinium võib jõudlusnõuete täitmisel saavutada vähemalt 30% kaalulanguse. Samuti saab alumiiniumisulameid kanda enamikule praeguse katte osadele. Mõnel juhul, kui tugevusnõuded on kõrged, võivad 7000-seeria sulamid säilitada kvaliteedieelised. Seetõttu on suuremahuliste rakenduste jaoks kõige ökonoomsem meetod alumiiniumisulami massi vähendamise lahendused.
Toimetanud May Jiang ettevõttest MAT Aluminium
Postitusaeg: detsember 08-2023
