1 Aplikace hliníkové slitiny v automobilovém průmyslu
V současné době je více než 12 % až 15 % světové spotřeby hliníku využíváno automobilovým průmyslem, přičemž v některých vyspělých zemích je to více než 25 %. V roce 2002 spotřeboval celý evropský automobilový průmysl ročně přes 1,5 milionu metrických tun hliníkové slitiny. Přibližně 250 000 metrických tun bylo použito na výrobu karoserie, 800 000 metrických tun na výrobu automobilových převodových systémů a dalších 428 000 metrických tun na výrobu pohonných a závěsných systémů vozidel. Je zřejmé, že automobilový průmysl se stal největším spotřebitelem hliníkových materiálů.
2 Technické požadavky na hliníkové lisovací plechy při lisování
2.1 Požadavky na tváření a zápustku pro hliníkové plechy
Proces tváření hliníkové slitiny je podobný jako u běžných plechů válcovaných za studena, s možností snížení tvorby odpadního materiálu a hliníkového šrotu přidáním procesů. Ve srovnání s plechy válcovanými za studena však existují rozdíly v požadavcích na matrice.
2.2 Dlouhodobé skladování hliníkových plechů
Po vytvrzení stárnutím se mez kluzu hliníkových plechů zvyšuje, což snižuje jejich zpracovatelnost při vytváření hran. Při výrobě zápustek zvažte použití materiálů, které splňují požadavky horní specifikace, a před výrobou proveďte potvrzení proveditelnosti.
Olej na natahování/ochranu proti korozi používaný k výrobě je náchylný k těkání. Po otevření archového obalu je třeba jej ihned použít nebo před ražením vyčistit a naolejovat.
Povrch je náchylný k oxidaci a neměl by být skladován na volném prostranství. Je vyžadován speciální management (balení).
3 Technické požadavky na hliníkové lisovací plechy při svařování
Mezi hlavní svařovací procesy při montáži těles z hliníkové slitiny patří odporové svařování, CMT svařování za studena, svařování wolframovým inertním plynem (TIG), nýtování, děrování a broušení/leštění.
3.1 Svařování hliníkových plechů bez nýtování
Díly z hliníkového plechu bez nýtování jsou vyráběny extruzí dvou a více vrstev plechů za studena pomocí tlakových zařízení a speciálních forem. Tento proces vytváří vložené spojovací body s určitou pevností v tahu a smyku. Tloušťka spojovacích vrstev může být stejná nebo různá a mohou mít adhezivní vrstvy nebo jiné mezivrstvy, přičemž materiály jsou stejné nebo různé. Tato metoda poskytuje dobré spojení bez potřeby pomocných konektorů.
3.2 Odporové svařování
V současné době se při odporovém svařování hliníkové slitiny obecně používá středofrekvenční nebo vysokofrekvenční odporové svařování. Tento proces svařování roztaví základní kov v rozsahu průměru svařovací elektrody v extrémně krátké době a vytvoří svarovou lázeň,
svarová místa se rychle ochlazují, aby vytvořily spoje, s minimálními možnostmi tvorby hliníkovo-hořčíkového prachu. Většina produkovaných svařovacích dýmů se skládá z oxidových částic z povrchu kovu a povrchových nečistot. Během procesu svařování je zajištěno místní odsávání, aby se tyto částice rychle odstranily do atmosféry, a dochází k minimálnímu usazování hliníkovo-hořčíkového prachu.
3.3 CMT svařování za studena a svařování TIG
Tyto dva svařovací procesy díky ochraně inertního plynu produkují při vysokých teplotách menší částice hliníku a hořčíku. Tyto částice se mohou působením oblouku rozstřikovat do pracovního prostředí, což představuje riziko výbuchu hliníko-hořčíkového prachu. Proto jsou nezbytná preventivní opatření a opatření pro prevenci a léčbu výbuchu prachu.
4 Technické požadavky na hliníkové lisovací plechy při válcování hran
Rozdíl mezi válcováním okrajů hliníkové slitiny a běžným válcováním okrajů plechů válcovaných za studena je významný. Hliník je méně tažný než ocel, takže je třeba se vyhnout nadměrnému tlaku během válcování a rychlost válcování by měla být relativně nízká, typicky 200-250 mm/s. Každý úhel válcování by neměl překročit 30° a válcování ve tvaru V by se mělo vyhnout.
Teplotní požadavky pro válcování hliníkových slitin: Mělo by být prováděno při pokojové teplotě 20 °C. Díly odebrané přímo z chladírenského skladu by neměly být okamžitě vystaveny válcování hran.
5 Formy a vlastnosti válcování hran pro hliníkové lisovací plechy
5.1 Formy válcování hran pro hliníkové lisovací plechy
Konvenční válcování se skládá ze tří kroků: počátečního předběžného válcování, sekundárního předběžného válcování a konečného válcování. To se obvykle používá, když neexistují žádné specifické požadavky na pevnost a úhly příruby vnější desky jsou normální.
Válcování v evropském stylu se skládá ze čtyř kroků: počáteční předválcování, sekundární předválcování, konečné válcování a válcování evropského typu. To se obvykle používá pro válcování dlouhých hran, jako jsou přední a zadní kryty. Válcování evropského typu lze také použít ke snížení nebo odstranění povrchových vad.
5.2 Charakteristika válcování hran pro hliníkové lisovací plechy
U zařízení pro válcování hliníkových komponent by spodní forma a vložkový blok měly být leštěny a pravidelně udržovány brusným papírem 800-1200#, aby se zajistilo, že na povrchu nebudou přítomny žádné hliníkové zbytky.
6 Různé příčiny vad způsobených válcováním hran hliníkových lisovacích plechů
Různé příčiny vad způsobených válcováním hran hliníkových dílů jsou uvedeny v tabulce.
7 Technické požadavky na potahování hliníkových lisovacích plechů
7.1 Principy a účinky pasivace vodního mytí pro hliníkové lisovací plechy
Pasivace vodním mytím se týká odstranění přirozeně vytvořeného oxidového filmu a olejových skvrn na povrchu hliníkových dílů a prostřednictvím chemické reakce mezi hliníkovou slitinou a kyselým roztokem, čímž se na povrchu obrobku vytvoří hustý oxidový film. Vliv má oxidový film, olejové skvrny, svařování a lepení na povrchu hliníkových dílů po lisování. Pro zlepšení přilnavosti lepidel a svarů se používá chemický proces k udržení dlouhotrvajících lepených spojů a odolnosti na povrchu, čímž se dosáhne lepšího svařování. Proto díly vyžadující laserové svařování, přechodové svařování kovů za studena (CMT) a další svařovací procesy musí projít pasivací vodou.
7.2 Průtok procesu pasivace vodního mytí pro hliníkové lisovací plechy
Pasivační zařízení vodního mytí se skládá z odmašťovacího prostoru, průmyslového mycího prostoru, pasivačního prostoru, prostoru oplachu čistou vodou, sušícího prostoru a výfukového systému. Ošetřované hliníkové díly se umístí do mycího koše, upevní se a spustí do nádrže. V nádržích obsahujících různá rozpouštědla jsou díly opakovaně oplachovány všemi pracovními roztoky v nádrži. Všechny nádrže jsou vybaveny oběhovými čerpadly a tryskami pro zajištění rovnoměrného oplachu všech částí. Průběh pasivace vodního mytí je následující: odmaštění 1→odmaštění 2→mytí vodou 2→mytí vodou 3→pasivace→mytí vodou 4→mytí vodou 5→mytí vodou 6→sušení. Hliníkové odlitky mohou vynechat mytí vodou 2.
7.3 Proces sušení pro pasivaci hliníkových lisovacích plechů vodním mytím
Trvá asi 7 minut, než teplota dílu stoupne z pokojové teploty na 140 °C a minimální doba vytvrzování lepidel je 20 minut.
Hliníkové části se zvednou z teploty místnosti na udržovací teplotu za přibližně 10 minut a doba výdrže hliníku je přibližně 20 minut. Po uchování se ochladí ze samoudržovací teploty na 100 °C po dobu asi 7 minut. Po uchování se ochladí na teplotu místnosti. Proto celý proces sušení hliníkových dílů trvá 37 minut.
8 Závěr
Moderní automobily postupují směrem k lehkým, vysokorychlostním, bezpečným, pohodlným, levným, nízkoemisním a energeticky účinným směrům. Rozvoj automobilového průmyslu je úzce spjat s energetickou účinností, ochranou životního prostředí a bezpečností. S rostoucím povědomím o ochraně životního prostředí mají hliníkové plechové materiály ve srovnání s jinými lehkými materiály bezkonkurenční výhody v nákladech, výrobní technologii, mechanickém výkonu a udržitelném vývoji. Proto se hliníková slitina stane preferovaným lehkým materiálem v automobilovém průmyslu.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odeslání: 18. dubna 2024
