Evropský automobilový průmysl je známý svým pokročilým a vysoce inovativním. S podporou politiky úspory energie a snižování emisí se při snižování spotřeby paliva a emisí oxidu uhličitého vylepšené a inovativně navržené slitiny hliníku široce používají při navrhování automobilů. Podle statistik se v posledních deseti letech průměrné množství hliníku použitého v osobních automobilech zdvojnásobilo a snížení hmotnosti slitin hliníku je znázorněno na obrázku 1 níže. Na základě inovativních konceptů designu bude tento trend pokračovat v příštích několika letech.
V procesu lehkého vývoje čelí hliníkových slitin, které čelí tvrdé konkurenci s dalšími novými materiály, jako je vysoce pevná ocel, která si po tenkém designu může stále udržovat vysokou pevnost. Kromě toho existují kompozitní materiály hořčíku, titanu, skla nebo uhlíkových vláken, z nichž druhé se již v leteckém prostoru široce používají. Nyní byl koncept multi-materiálního designu integrován do automobilového designu a vyvíjí se úsilí o použití vhodných materiálů na vhodné části. Velmi důležitou výzvou je problém s ošetřením a povrchovým úpravou a byla vyvinuta různá řešení, jako jsou komponenty bloku motoru a elektrické vlaky, design rámu (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), Struktura tenké desky (Honda NSX , Jaguar, Rover), pozastavení (třída DC-E, Renault, Peugeot) a další konstrukční konstrukční komponenty. Obrázek 2 ukazuje komponenty hliníku používaného v automobilech.
Strategie návrhu BIW
Body-in-White je nejtěžší součástí konvenčního automobilu, což představuje 25% až 30% hmotnosti vozidla. V konstrukci těla v bílém designu jsou dva strukturální návrhy.
1. „Návrh profilu prostorového rámu“ pro malá a střední automobily: Audi A8 je typický příklad, tělo v bílé váží 277 kg, sestává z 59 profilů (61 kg), 31 odlitků (39 kg) a 170 plechu (177 kg). Připojili se k nim nýtování, svařování MIG, laserové svařování, další hybridní svařování, lepení atd.
2. „Die-kovaná kovová monokoková struktura“ pro automobilové aplikace se středně a kapacitou: Například model Jaguar XJ (X350), 2002 (jak je znázorněno na obrázku 4 níže), 295 kg hmotnosti „vyražená tělesa monokokská struktura“ v bílém sestávajícím z 22 profilů (21 kg), 15 odlitků (15 kg) a 273 částí plechu (259 kg). Metody připojení zahrnují spojení, nýtování a svařování MIG.
Aplikace slitiny hliníku na těle
1. Věk tvrzená slitina Al-MG-SI
Slitiny řady 6000 obsahují hořčík a křemík a v současné době se používají v automobilových tělesných listech jako A6016, A6111 a A6181A. V Evropě má 1-1,2 mm EN-6016 vynikající formovatelnost a odolnost proti korozi a je široce používán.
2. slitina nehroucí léčitelná Al-MG-MN
Vzhledem ke svému specifickému vysokému kalení napětí vykazují slitiny Al-MG-MN vynikající formovatelnost a vysokou pevnost a jsou široce používány v automobilových listech s válcovanými a studenými a hydroformovanými trubkami. Aplikace v podvozku nebo kolech je ještě efektivnější, protože hmotnostní snižování nepručovaných pohyblivých částí navíc zvyšuje pohodlí jízdy a snižuje hladinu hluku.
3. hliníkový profil
V Evropě byly navrženy zcela nové koncepty automobilů na základě návrhu hliníku, například na hliníkových slitinových rámech a složitých podstrukturách. Jejich velký potenciál pro komplexní návrhy a funkční integraci je nejlépe vhodné pro nákladově efektivní výrobu řady. Protože se během vytlačování vyžaduje zhášení, používá se střední síla a vysoká pevnost ve věku 7000 tvrdých slitin. Vermobilita a maximální síla jsou kontrolovány prostřednictvím kalení věku následným vytápěním. Profily slitiny hliníku se používají hlavně v designu rámu, nárazových paprscích a dalších komponentách nárazu.
4. lití hliníku
Odlitky jsou nejpoužívanější hliníkové komponenty v automobilech, jako jsou bloky motoru, hlavy válců a speciální komponenty podvozku. Dokonce i dieselové motory, které výrazně zvýšily svůj podíl na trhu v Evropě, se přesouvají na hliníkové odlitky kvůli rostoucím požadavkům na sílu a trvanlivost. Současně se také používají hliníkové odlitky při návrhu rámu, částech hřídele a strukturálních částech a vysokotlaké lití nových slitin hliníku Alsimgmn dosáhly vyšší pevnosti a tažnosti.
Hliník je materiál volby pro mnoho automobilových aplikací, jako je podvozek, tělo a mnoho strukturálních složek kvůli jeho nízké hustotě, dobré formobility a dobré odolnosti proti korozi. Hliník používaný při konstrukci struktury těla může dosáhnout nejméně 30% snížení hmotnosti za předpokladu požadavků na výkon splnění. Na většinu částí současného krytu lze také aplikovat také slitiny hliníku. V některých případech s požadavky na vysokou pevnost mohou 7000 slitin řady stále udržovat kvalitní výhody. Pro aplikace s vysokým objemem jsou proto nejúspornější metodou snižování hmotnosti hliníku.
Editoval May Jiang z Mat Aluminium
Čas příspěvku: prosinec-08-2023
