Euroopa autotööstus on kuulus oma arenenud ja väga uuendusliku poolest. Energia säästmise ja heitkoguste vähendamise poliitikate edendamisel, et vähendada kütusekulu ja süsinikdioksiidi heitkoguseid, kasutatakse autokujunduses laialdaselt täiustatud ja uuenduslikult kujundatud alumiiniumsulameid. Statistika kohaselt on viimase kümne aasta jooksul sõiduautodes kasutatud alumiiniumi keskmine kogus kahekordistunud ja alumiiniumsulamite kaal vähenemine on näidatud allpool toodud joonisel 1. Uuenduslike disainikontseptsioonide põhjal jätkub see trend lähiaastatel.
Kerge arengu protsessis seisavad alumiiniumsulamid silmitsi tiheda konkurentsiga teiste uute materjalidega, näiteks ülitugeva terasega, mis suudab pärast õhukese seinaga disaini endiselt kõrge tugevuse säilitada. Lisaks on seal magneesiumi, titaani-, klaasi- või süsinikkiust komposiitmaterjale, mida viimaseid kasutatakse juba laialdaselt kosmoses. Nüüd on autode kujundamisse integreeritud mitme materjali kujunduse kontseptsioon ja sobivate osade jaoks sobivate materjalide rakendamiseks tehakse jõupingutusi. Väga oluline väljakutse on ühenduse ja pinna töötlemise probleem ning välja on välja töötatud mitmesugused lahendused, näiteks mootoriploki ja toiterongi komponendid, raami kujundamine (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), õhuke plaadistruktuur (Honda NSX , Jaguar, Rover), vedrustus (DC-E klass, Renault, Peugeot) ja muud konstruktsioonikomponentide kujundus. Joonis 2 näitab autodes kasutatud alumiiniumi komponente.
BIW disainistrateegia
Keha-valge on tavalise auto raskeim osa, moodustades 25–30% sõiduki kaalust. Kere-valge kujunduses on kaks konstruktsioonikujundust.
1. “Profiili kosmoseraami kujundus” väikeste ja keskmise suurusega autode jaoks: Audi A8 on tüüpiline näide: valge valge kaal on 277 kg, koosneb 59 profiilist (61 kg), 31 valamist (39 kg) ja 170 lehtmetallist (177 kg). Nendega ühendatakse neetimine, MIG -keevitamine, laserkeevitamine, muu hübriidkeevitamine, liimimine jne.
2. “Die-peaga lehtmetalli monokokkstruktuur” keskmise ja suurema mahutavusega autorakenduste jaoks: Näiteks Jaguar XJ (x350), 2002 mudel (nagu näidatud joonisel 4 allpool), 295 kg mass “tembeldatud keha monokokkstruktuur” koosnes kehas 22 profiilist (21 kg), 15 valamist (15 kg) ja 273 lehtmetalli osa (259 kg). Ühendusmeetodid hõlmavad sidumist, neetimist ja MIG -keevitamist.
Alumiiniumisulami rakendamine kehal
1. vanus karastatud al-mg-si sulam
6000 -seeria sulamid sisaldavad magneesiumi ja räni ning neid kasutatakse praegu autotööstuses asuvates lehtedes kui A6016, A6111 ja A6181A. Euroopas on 1-1,2 mm EN-6016 suurepärane vormitavus ja korrosioonikindlus ning seda kasutatakse laialdaselt.
2. kuumene töödelv al-mg-mn sulam
Spetsiifilise suure tüve kõvenemise tõttu on Al-Mg-MN sulamid suurepärase moodustatavuse ja suure tugevuse tõttu ning neid kasutatakse laialdaselt kuumade ja külmalt veeretatud lehtede ja hüdroformeeritud torude autotööstuses. Rakendamine šassii või ratastesse on veelgi tõhusam, kuna lisatud liikuvate osade massi vähendamine suurendab lisaks sõidumugavusele ja vähendab mürataset.
3. alumiiniumist profiil
Euroopas pakuti alumiiniumiprofiili kujundamise põhjal välja täiesti uued autokontseptsioonid, näiteks alumiiniumsulamiraamid ja keerulised alamstruktuurid. Nende suur potentsiaal keerukate disainilahenduste ja funktsionaalse integratsiooni jaoks muudab need kõige paremini sobivaks kulutõhusaks seeriate tootmiseks. Kuna väljapressimise ajal on vaja kustutada, kasutatakse keskmise tugevuse 6000 ja kõrge tugevusega 7000 vanuse karastatavaid sulameid. Nimetastatavust ja lõplikku tugevust kontrollitakse järgneva kuumutamisega vanuse kõvenemise kaudu. Alumiiniumisulamiprofiile kasutatakse peamiselt kaadri kujundamisel, krahhi talades ja muudes krahhi komponentides.
4. alumiiniumist valamine
Valandid on autodes kõige laialdasemalt kasutatavad alumiiniumkomponendid, näiteks mootoriplokid, silindripead ja spetsiaalsed šassii komponendid. Isegi diiselmootorid, mis on oma turuosa Euroopas oluliselt suurendanud, muutuvad alumiiniumist valanditele, kuna kasvavad nõudmised jõu ja vastupidavuse järele. Samal ajal kasutatakse ka alumiiniumist valamisi kaadri kujundamisel, võlliosade ja konstruktsiooniosade ning uute Alsimgmni alumiiniumsulamite kõrgsurvevaludena on saavutanud suurema tugevuse ja elastsuse.
Alumiinium on valitud materjal paljude autotööstuse rakenduste jaoks, nagu šassii, keha ja paljud konstruktsioonikomponendid, kuna selle madala tiheduse, hea moodustatavuse ja hea korrosioonikindlus. Kehastruktuuri kujundamisel kasutatav alumiinium võib vastavusnõuete eeldusel saavutada vähemalt 30% kaalu languse. Samuti saab praeguse katte enamikule osadele rakendada alumiiniumsulameid. Mõnel juhul, kellel on suure tugevuse nõuded, võivad 7000 seeria sulamid siiski kvaliteedi eeliseid säilitada. Seetõttu on kõrgemahuliste rakenduste jaoks kõige ökonoomsem meetod alumiiniumsulami kehakaalu alandamise lahendused.
Toimetanud May Jiang Mat Alumiiniumist
Postiaeg: detsember 08-2023
