Možná si říkáte: „Co dělá hliník v autech tak běžným?“ nebo „Co z něj dělá tak skvělý materiál pro karoserie?“, aniž byste si uvědomovali, že hliník se v automobilovém průmyslu používá od počátků automobilů. Již v roce 1889 se hliník vyráběl ve velkém množství a v automobilech se odléval, válcoval a tvářel.
Výrobci automobilů využili příležitosti pracovat s materiálem, který se snáze tvaruje, než je ocel. V té době existovaly pouze čistší formy hliníku, které se vyznačují měkčími vlastnostmi, skvělou tvárností a vynikající odolností proti korozi, která si dlouhodobě udržuje svou hodnotu. Tyto faktory vedly výrobce automobilů k odlévání do pískových forem a tvarování rozsáhlých panelů karoserie, které se poté ručně svařovaly a leštily.
V polovině 20. století používali hliník v automobilech někteří z nejuznávanějších výrobců automobilů. Mezi ně patřily Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes a Porsche.
Proč zvolit hliník v autě?
Auta jsou složité stroje skládající se zhruba z 30 000 dílů. Karoserie automobilů neboli kostra vozidla jsou pro výrobu vozidel nejdražší a nejdůležitější.
Patří mezi ně vnější panely, které dodávají vozidlu tvar, a vnitřní panely, které slouží jako výztuha. Panely jsou svařeny ke sloupkům a zábradlí. Karoserie automobilů pak zahrnují přední a zadní dveře, nosníky motoru, podběhy kol, nárazníky, kapoty, prostory pro cestující, přední, střešní a podlahové obložení.
Nejdůležitějším požadavkem na karoserie automobilů je konstrukční stabilita. Karoserie však musí být také lehké, cenově dostupné na výrobu, odolné vůči korozi a mít atraktivní vlastnosti, které spotřebitelé hledají, jako například vynikající vlastnosti povrchové úpravy.
Hliník splňuje řadu těchto požadavků z několika důvodů:
Všestrannost
Hliník je přirozeně mimořádně všestranný materiál. Jeho tvárnost a odolnost proti korozi usnadňují jeho zpracování a tvarování.
Je také k dispozici v různých formátech, jako je hliníkový plech, hliníková cívka, hliníkový plech, hliníková trubka, hliníková trubka, hliníkový kanál, hliníkový nosník, hliníková tyč a hliníkový úhelník.
Díky své všestrannosti je hliník oblíbeným materiálem pro řadu automobilových aplikací, které mohou vyžadovat různé vlastnosti, ať už jde o velikost a tvar, mez kluzu, povrchovou úpravu nebo odolnost proti korozi.
Snadná zpracovatelnost
Kvalitu a všestrannost lze zlepšit různými výrobními procesy, jako je kalení vypalováním, zpevňování deformací a precipitační zpevňování, tažení, žíhání, odlévání, lisování a protlačování. Zdokonalené technologie svařování neustále usnadňují spojování hliníku a zajišťují bezpečnější výsledky.
Lehký a odolný
Hliník má vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, což znamená, že je lehký a odolný. Trendy v automobilovém průmyslu v oblasti hliníku se zaměřily na snižování hmotnosti vozidel, což je hlavní cíl v tomto odvětví s cílem splnit přísnější emisní cíle.
Výzkum provedený společností Drive Aluminum potvrzuje, že hliník v automobilech snižuje hmotnost vozidla a zvyšuje spotřebu paliva a dojezd elektromobilů (EV). Vzhledem k tomu, že spotřebitelská poptávka a environmentální pobídky vedou ke zvýšené výrobě elektromobilů, můžeme očekávat, že hliník v karoseriích automobilů bude i nadále růst jako způsob kompenzace hmotnosti baterií a snížení emisí.
Schopnost legování
To, že hliník lze legovat s řadou prvků pro zesílení vlastností, jako je pevnost, elektrická vodivost a odolnost proti korozi, zvyšuje jeho využití v automobilovém průmyslu.
Hliník se dělí do slitinových řad, které jsou určeny jejich hlavními legujícími prvky. Řady hliníkových slitin 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx a 7xxx zahrnují slitiny používané v karoseriích automobilů.
Seznam hliníkových jakostí v karoseriích automobilů
1100
Hliník řady 1xxx je nejčistší dostupný hliník. S čistotou 99 % je hliníkový plech 1100 extrémně tvárný. Vykazuje také vynikající odolnost proti korozi. Byla to jedna z prvních slitin používaných ve vozidlech a používá se dodnes, především v tepelných izolancích.
2024
Hliník řady 2xxx je legován mědí. Ocel 2024 se často používá při výrobě pístů, brzdových součástí, rotorů, válců, kol a ozubených kol, protože vykazuje vysokou pevnost a vynikající odolnost proti únavě.
3003, 3004, 3105
Manganový hliník řady 3xxx má skvělou tvárnost. Nejpravděpodobněji se setkáte s ocelemi 3003, 3004 a 3105.
Ocel 3003 vykazuje vysokou pevnost, dobrou tvárnost, zpracovatelnost a tažné vlastnosti. Často se používá pro automobilové potrubí, panely a také pro odlitky pro hybridní vozidla a elektromobily.
Materiál 3004 sdílí mnoho charakteristik materiálu 3003 a lze jej navíc použít pro panely mřížek motoru a chladiče.
3105 má vynikající odolnost proti korozi, tvárnost a svařovací vlastnosti. Používá se v plechových dílech karoserií automobilů, blatnících, dveřích a podlahových panelech.
4032
Hliník řady 4xxx je legován křemíkem. Ocel 4032 se použije pro písty, kompresorové spirály a součásti motoru, protože vykazuje vynikající svařitelnost a odolnost proti oděru.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Řada 5xxx je jednou z nejoblíbenějších pro hliníkové karoserie automobilů. Jejím hlavním legujícím prvkem je hořčík, známý pro zvýšení pevnosti.
5005 se objevuje na obložení karoserie, palivových nádržích, deskách řízení a potrubí.
Slitina 5052 je považována za jednu z nejlépe použitelných slitin a proto se objevuje v mnoha automobilových součástkách. Uvidíte ji v palivových nádržích, přívěsech nákladních vozidel, závěsných deskách, panelech displejů, konzolách, kotoučových a bubnových brzdách a mnoha dalších nekritických automobilových dílech.
5083 je vynikající pro složité automobilové součásti, jako jsou základny motorů a panely karoserie.
5182 se objevuje jako nosná konstrukce karoserií automobilů. Vše od nosných prvků, přes dveře, kapoty až po koncové desky předních blatníků.
5251 lze vidět v automatických panelech.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Hliníková řada 6xxx je legována hořčíkem a křemíkem, může se pochlubit jedněmi z nejlepších vlastností v oblasti extruze a odlévání a vykazuje ideální vlastnosti povrchové úpravy.
Oceli 6016 a 6022 jsou určeny pro použití v potahech karoserií automobilů, dveří, zavazadlových prostorů, střech, blatníků a vnějších plechů, kde je klíčová odolnost proti promáčknutí.
Ocel 6061 se vyznačuje vynikajícími vlastnostmi povrchové úpravy, odolností proti korozi a vysokou pevností. Používá se v příčných nosnících, brzdách, kolech, kloubových hřídelích, karoseriích nákladních vozidel a autobusů, airbagech a nádržích sání.
6082 má jednu z nejlepších odolností proti nárazu. V důsledku toho se používá pro nosné konstrukce.
6181 slouží jako vnější obložení karoserie.
7003, 7046
7xxx je nejvýkonnější a nejpevnější třída slitin, legovaná zinkem a hořčíkem.
7003 je extrudovaná slitina používaná především pro svařované tvary při výrobě nárazníků, posuvníků sedadel, výztuh nárazníků, rámů motocyklů a ráfků.
7046 má duté extruzní vlastnosti a dobré svařovací vlastnosti. Vykazuje podobné aplikace jako 7003.
Budoucnost hliníku v automobilech
Máme všechny důvody se domnívat, že to, čeho si výrobci automobilů všimli na konci 19. století, platí i dnes: hliník je vynikající volbou pro vozidla! Od svého prvního uvedení na trh slitiny a zdokonalené výrobní techniky pouze zvýšily jeho používání v automobilech. Spolu s globálním zájmem o udržitelnost a dopad na životní prostředí se očekává, že hliník dosáhne v automobilovém průmyslu značného rozsahu a hloubky svého vlivu.
Autor: Sara Montijo
Zdroj: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(V případě porušení nás prosím kontaktujte.)
Upraveno May Jiang z MAT Aluminum
Čas zveřejnění: 22. května 2023
