1 Alumiiniumsulamite kasutamine autotööstuses
Praegu kasutab autotööstus üle 12–15% maailma alumiiniumitarbimisest, kusjuures mõnes arenenud riigis ületab see näitaja 25%. 2002. aastal tarbis kogu Euroopa autotööstus aastas üle 1,5 miljoni tonni alumiiniumisulamit. Kere tootmiseks kasutati ligikaudu 250 000 tonni, autode käigukastide tootmiseks 800 000 tonni ja sõidukite ajami- ja vedrustussüsteemide tootmiseks lisaks 428 000 tonni. On ilmne, et autotööstusest on saanud alumiiniummaterjalide suurim tarbija.
2 Tehnilised nõuded alumiiniumist stantsimislehtedele stantsimisel
2.1 Alumiiniumlehtede vormimis- ja stantsimisnõuded
Alumiiniumsulami vormimisprotsess sarnaneb tavaliste külmvaltsitud lehtmetallide omaga, võimalusega vähendada jäätmematerjali ja alumiiniumijäätmete teket protsesside lisamise teel. Külmvaltsitud lehtmetallidega võrreldes on aga stantsnõuded erinevad.
2.2 Alumiiniumlehtede pikaajaline ladustamine
Pärast vanandamist ja kõvenemist suureneb alumiiniumlehtede voolavuspiir, mis vähendab nende servade vormimise töödeldavust. Stantside valmistamisel tuleks kaaluda materjalide kasutamist, mis vastavad kõrgematele spetsifikatsiooninõuetele, ja enne tootmist teha teostatavuskinnitus.
Tootmises kasutatav venitusõli/roostevastane õli on kergesti lenduv. Pärast lehtpakendi avamist tuleks see kohe ära kasutada või enne stantsimist puhastada ja õlitada.
Pind on altid oksüdeerumisele ja seda ei tohiks hoida avatud kohas. Vajalik on spetsiaalne käitlemine (pakend).
3 alumiiniumist stantslehtede tehnilised nõuded keevitamisel
Alumiiniumisulamist korpuste kokkupanekul kasutatavate peamiste keevitusprotsesside hulka kuuluvad takistuskeevitus, CMT külmsiirdekeevitus, volframelektroodiga (TIG) keevitamine, neetimine, stantsimine ja lihvimine/poleerimine.
3.1 Alumiiniumlehtede keevitamine ilma neetimiseta
Needita alumiiniumplekist komponendid vormitakse kahe või enama metallpleki kihi külmpressimise teel, kasutades surveseadmeid ja spetsiaalseid vorme. See protsess loob teatud tõmbe- ja nihketugevusega manustatud ühenduspunktid. Ühendusplekkide paksus võib olla sama või erinev ning neil võivad olla liimikihid või muud vahekihid, kusjuures materjalid võivad olla samad või erinevad. See meetod loob head ühendused ilma abiühenduste vajaduseta.
3.2 Takistuskeevitus
Praegu kasutatakse alumiiniumisulamite takistuskeevitamisel üldiselt keskmise sagedusega või kõrgsagedusliku takistuskeevituse protsesse. See keevitusprotsess sulatab keevituselektroodi läbimõõdu vahemikus oleva põhimetalli äärmiselt lühikese aja jooksul, moodustades keevisvanni.
Keevituskohad jahtuvad kiiresti ühendusteks, minimaalse alumiinium-magneesiumtolmu tekkimise võimalusega. Suurem osa tekkivatest keevitusaurudest koosneb metalli pinnalt eralduvatest oksiidiosakestest ja pinna lisanditest. Keevitusprotsessi ajal on nende osakeste kiireks atmosfääri eemaldamiseks ette nähtud kohalik väljatõmbeventilatsioon, mistõttu alumiinium-magneesiumtolmu sadestumine on minimaalne.
3.3 CMT külmsiirdekeevitus ja TIG-keevitus
Need kaks keevitusprotsessi tekitavad inertse gaasi kaitse tõttu kõrgel temperatuuril väiksemaid alumiinium-magneesiummetalli osakesi. Need osakesed võivad kaare toimel töökeskkonda pritsida, tekitades alumiinium-magneesiumtolmu plahvatuse ohu. Seetõttu on vaja ettevaatusabinõusid ja meetmeid tolmuplahvatuse ennetamiseks ja kõrvaldamiseks.
4 alumiiniumist stantsimislehtede tehnilised nõuded servavaltsimisel
Alumiiniumsulamite servavaltsimise ja tavalise külmvaltsitud lehtmetalli servavaltsimise erinevus on märkimisväärne. Alumiinium on vähem painduv kui teras, seega tuleks valtsimise ajal vältida liigset survet ja valtsimiskiirus peaks olema suhteliselt aeglane, tavaliselt 200–250 mm/s. Iga valtsimisnurk ei tohiks ületada 30° ja tuleks vältida V-kujulist valtsimist.
Alumiiniumsulamite valtsimise temperatuurinõuded: Valtsimine peaks toimuma toatemperatuuril 20 °C. Külmkambrist otse võetud osi ei tohiks kohe servavaltsimisele allutada.
Alumiiniumist stantslehtede servavaltsimise 5 vormi ja omadused
5.1 Alumiiniumist stantslehtede servavaltsimise vormid
Tavaline valtsimine koosneb kolmest etapist: esialgne eelvaltsimine, teisene eelvaltsimine ja lõplik valtsimine. Seda kasutatakse tavaliselt siis, kui puuduvad spetsiifilised tugevusnõuded ja välisplaadi ääriku nurgad on normaalsed.
Euroopa stiilis valtsimine koosneb neljast etapist: esialgne eelvaltsimine, teisene eelvaltsimine, lõplik valtsimine ja Euroopa stiilis valtsimine. Seda kasutatakse tavaliselt pikiserva valtsimiseks, näiteks esi- ja tagakaante valtsimiseks. Euroopa stiilis valtsimist saab kasutada ka pinnadefektide vähendamiseks või kõrvaldamiseks.
5.2 Alumiiniumist stantslehtede servavaltsimise omadused
Alumiiniumdetailide valtsimisseadmete puhul tuleks alumist vormi ja sisestusplokki regulaarselt poleerida ja hooldada 800–1200# liivapaberiga, et pinnale ei jääks alumiiniumijääke.
6 alumiiniumist stantsplekkide serva valtsimisel tekkivate defektide erinevat põhjust
Alumiiniumdetailide servavaltsimisest tingitud defektide erinevad põhjused on toodud tabelis.
7 alumiiniumist stantslehtede katmise tehnilised nõuded
7.1 Alumiiniumstantslehtede veepesupassivatsiooni põhimõtted ja mõjud
Veepassivatsiooni all mõeldakse alumiiniumdetailide pinnalt looduslikult moodustunud oksiidikihi ja õliplekkide eemaldamist ning alumiiniumsulami ja happelise lahuse vahelise keemilise reaktsiooni kaudu tiheda oksiidikihi tekkimist tooriku pinnale. Oksiidikihil, õliplekkidel, keevitamisel ja liimühendusel alumiiniumdetailide pinnal pärast stantsimist on kõik oma mõju. Liimide ja keevisõmbluste nakkumise parandamiseks kasutatakse keemilist protsessi, et säilitada kauakestvad liimühendused ja vastupidavuse stabiilsus pinnal, saavutades parema keevituse. Seetõttu tuleb laserkeevitust, külmmetallkeevitust (CMT) ja muid keevitusprotsesse vajavad detailid läbida veepassivatsiooni.
7.2 Alumiiniumist stantslehtede veepesupassivatsiooni protsessivoog
Veepesu passivatsiooniseade koosneb rasvaärastusalast, tööstusliku veepesualast, passivatsioonialast, puhta veega loputusalast, kuivatusalast ja väljalaskesüsteemist. Töödeldavad alumiiniumdetailid asetatakse pesukorvi, kinnitatakse ja langetatakse paaki. Erinevaid lahusteid sisaldavates paakides loputatakse detaile korduvalt kõigi paagis olevate töölahustega. Kõik paagid on varustatud tsirkulatsioonipumpade ja düüsidega, et tagada kõigi detailide ühtlane loputamine. Veepesu passivatsiooni protsessi voog on järgmine: rasvaärastus 1 → rasvaärastus 2 → veepesu 2 → veepesu 3 → passivatsioon → veepesu 4 → veepesu 5 → veepesu 6 → kuivatamine. Alumiiniumvalandid võivad veepesu 2 vahele jätta.
7.3 Alumiiniumist stantslehtede veepesupassivatsiooni kuivatamisprotsess
Detaili temperatuuri tõus toatemperatuurist 140 °C-ni võtab umbes 7 minutit ja liimide minimaalne kõvenemisaeg on 20 minutit.
Alumiiniumdetailid tõstetakse toatemperatuurilt hoidmistemperatuurini umbes 10 minutiga ja alumiiniumi hoidmisaeg on umbes 20 minutit. Pärast hoidmist jahutatakse see isehoidmistemperatuurilt umbes 7 minutiks 100 °C-ni. Pärast hoidmist jahutatakse see toatemperatuurini. Seega on alumiiniumdetailide kogu kuivamisprotsess 37 minutit.
8 Kokkuvõte
Kaasaegsed autod liiguvad kergete, kiirete, ohutute, mugavate, odavate, vähese heitkogusega ja energiatõhusate suundade poole. Autotööstuse areng on tihedalt seotud energiatõhususe, keskkonnakaitse ja ohutusega. Keskkonnakaitse teadlikkuse suurenemisega on alumiiniumlehtmaterjalidel võrreldes teiste kergete materjalidega võrratud eelised kulude, tootmistehnoloogia, mehaaniliste omaduste ja säästva arengu osas. Seetõttu saab alumiiniumisulamist autotööstuses eelistatud kerge materjal.
Toimetanud May Jiang MAT Aluminiumist
Postituse aeg: 18. aprill 2024
