1 Použití hliníkových slitin v automobilovém průmyslu
V současné době automobilový průmysl využívá více než 12 % až 15 % světové spotřeby hliníku, přičemž některé rozvinuté země přesahují 25 %. V roce 2002 spotřeboval celý evropský automobilový průmysl přes 1,5 milionu tun hliníkových slitin ročně. Přibližně 250 000 tun bylo použito na výrobu karoserií, 800 000 tun na výrobu automobilových převodovek a dalších 428 000 tun na výrobu pohonů a zavěšení 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 formování hliníkových plechů
Proces tváření hliníkových slitin je podobný procesu běžných plechů válcovaných za studena, s možností snížení množství odpadu a hliníkového šrotu přidáním dalších procesů. Existují však rozdíly v požadavcích na nástroje ve srovnání s plechy válcovanými za studena.
2.2 Dlouhodobé skladování hliníkových plechů
Po zpevnění stárnutím se zvyšuje mez kluzu hliníkových plechů, což snižuje jejich zpracovatelnost při tváření hran. Při výrobě forem zvažte použití materiálů, které splňují horní specifikační požadavky, a před výrobou proveďte ověření proveditelnosti.
Olej na napínání/ochranný olej proti korozi používaný k výrobě je náchylný k odpařování. Po otevření obalu v archu by měl být ihned použit nebo před ražením vyčištěn a naolejován.
Povrch je náchylný k oxidaci a neměl by být skladován na otevřeném prostranství. Je vyžadována speciální manipulace (balení).
3 Technické požadavky na hliníkové lisované plechy při svařování
Mezi hlavní svařovací procesy během montáže těles z hliníkových slitin patří odporové svařování, svařování za studena metodou CMT, svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu (TIG), nýtování, děrování a broušení/leštění.
3.1 Svařování hliníkových plechů bez nýtování
Hliníkové plechové komponenty bez nýtování se vyrábějí protlačováním za studena ze dvou nebo více vrstev kovových plechů pomocí tlakového zařízení a speciálních forem. Tento proces vytváří zapuštěné spojovací body s určitou pevností v tahu a smyku. Tloušťka spojovacích plechů může být stejná nebo různá a mohou mít vrstvy lepidla nebo jiné mezivrstvy, přičemž materiály mohou být stejné nebo odlišné. Tato metoda vytváří dobré spoje bez nutnosti použití pomocných spojek.
3.2 Odporové svařování
V současné době se pro odporové svařování hliníkových slitin obecně používají středněfrekvenční nebo vysokofrekvenční odporové svařovací procesy. Tento svařovací proces roztaví základní kov v rozsahu průměru svařovací elektrody v extrémně krátkém čase a vytvoří svarovou lázeň.
Svařovací místa se rychle ochlazují a vytvářejí spoje s minimální pravděpodobností tvorby hliníkovo-hořčíkového prachu. Většina produkovaných svařovacích výparů se skládá z oxidových částic z povrchu kovu a povrchových nečistot. Během svařovacího procesu je zajištěno lokální odsávání, které tyto částice rychle odstraňuje do atmosféry, a dochází k minimálnímu usazování hliníkovo-hořčíkového prachu.
3.3 Svařování za studena CMT a svařování TIG
Tyto dva svařovací procesy, díky ochraně inertního plynu, produkují při vysokých teplotách menší kovové částice hliníku a hořčíku. Tyto částice se mohou působením oblouku rozstříknout do pracovního prostředí a představovat riziko výbuchu hliníkovo-hořčíkového prachu. Proto jsou nezbytná preventivní opatření a opatření pro prevenci a likvidaci výbuchu prachu.
4 Technické požadavky na hliníkové lisovací plechy při válcování hran
Rozdíl mezi válcováním hran z hliníkových slitin a běžným válcováním hran plechů válcovaných za studena je významný. Hliník je méně tvárný než ocel, proto je třeba se během válcování vyvarovat nadměrného tlaku a rychlost válcování by měla být relativně pomalá, obvykle 200–250 mm/s. Žádný úhel válcování by neměl překročit 30° a je třeba se vyvarovat válcování do tvaru V.
Teplotní požadavky pro válcování hliníkových slitin: Mělo by se provádět při pokojové teplotě 20 °C. Díly odebrané přímo z chladírenského skladu by neměly být ihned podrobeny válcování hran.
5 forem a charakteristik válcování hran pro hliníkové lisované plechy
5.1 Formy válcování hran pro hliníkové lisované plechy
Konvenční válcování se skládá ze tří kroků: počátečního předválcování, sekundárního předválcování a konečného válcování. Toto se obvykle používá, když neexistují žádné specifické požadavky na pevnost a úhly vnějších přírub plechu jsou normální.
Válcování evropského typu se skládá ze čtyř kroků: počátečního předválcování, sekundárního předválcování, konečného válcování a válcování evropského typu. Toto válcování 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 Charakteristiky válcování hran pro hliníkové lisované plechy
U zařízení pro válcování hliníkových součástí by měla být spodní forma a vložený blok pravidelně leštěny a udržovány brusným papírem o zrnitosti 800-1200, aby se zajistilo, že na povrchu nezůstanou žádné hliníkové úlomky.
6 různých příčin vad způsobených válcováním hran hliníkových lisovacích plechů
Různé příčiny vad způsobených válcováním hran hliníkových dílů jsou uvedeny v tabulce.
7 Technické požadavky na povlakování hliníkových lisovacích plechů
7.1 Principy a účinky pasivace vodou pro hliníkové plechy pro lisování
Pasivace vodou se týká odstranění přirozeně vytvořeného oxidového filmu a olejových skvrn na povrchu hliníkových dílů. Chemickou reakcí mezi hliníkovou slitinou a kyselým roztokem se na povrchu obrobku vytvoří hustý oxidový film. Oxidový film, olejové skvrny, svařování a lepení na povrchu hliníkových dílů po lisování mají svůj vliv. Pro zlepšení přilnavosti lepidel a svarů se používá chemický proces, který udržuje dlouhodobé lepené spoje a odolnost povrchu, čímž se dosahuje lepšího svařování. Díly vyžadující laserové svařování, svařování za studena (CMT) a další svařovací procesy proto musí být pasivací vodou.
7.2 Procesní postup pasivace vodou pro hliníkové lisované plechy
Zařízení pro pasivaci vodou se skládá z odmašťovací zóny, zóny pro mytí průmyslovou vodou, pasivační zóny, zóny pro oplach čistou vodou, sušící zóny a odsávacího systému. Ošetřované hliníkové díly se umístí do mycího koše, upevní a spustí do nádrže. V nádržích obsahujících různá rozpouštědla se díly opakovaně oplachují všemi pracovními roztoky v nádrži. Všechny nádrže jsou vybaveny oběhovými čerpadly a tryskami, aby bylo zajištěno rovnoměrné oplachování všech dílů. Postup pasivace vodou je následující: odmašťování 1 → odmašťování 2 → mytí vodou 2 → mytí vodou 3 → pasivace → mytí vodou 4 → mytí vodou 5 → mytí vodou 6 → sušení. Hliníkové odlitky mohou mytí vodou 2 vynechat.
7.3 Proces sušení pro pasivaci hliníkových lisovacích plechů vodou
Zvýšení teploty dílu z pokojové teploty na 140 °C trvá přibližně 7 minut a minimální doba vytvrzování lepidel je 20 minut.
Hliníkové díly se ohřejí z pokojové teploty na teplotu udržení asi za 10 minut a doba udržení pro hliník je asi 20 minut. Po udržení se ochladí z teploty samoudržení na 100 °C po dobu asi 7 minut. Po udržení se ochladí na pokojovou teplotu. Celý proces sušení hliníkových dílů tedy trvá 37 minut.
8 Závěr
Moderní automobily se ubírají směrem k lehkým, vysokorychlostním, bezpečným, pohodlným, nízkonákladovým, nízkoemisním a energeticky úsporným technologiím. Rozvoj automobilového průmyslu je úzce spjat s energetickou účinností, ochranou životního prostředí a bezpečností. S rostoucím povědomím o ochraně životního prostředí mají hliníkové plechy ve srovnání s jinými lehkými materiály bezkonkurenční výhody v oblasti nákladů, výrobních technologií, mechanických vlastností a udržitelného rozvoje. Hliníkové slitiny se proto stanou preferovaným lehkým materiálem v automobilovém průmyslu.
Upraveno May Jiang z MAT Aluminum
Čas zveřejnění: 18. dubna 2024
