Az európai autóipar híres fejlettségéről és rendkívül innovatív tevékenységéről. Az energiatakarékossági és kibocsátáscsökkentési politikák előmozdításával az üzemanyag-fogyasztás és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében a továbbfejlesztett és innovatív tervezésű alumíniumötvözeteket széles körben használják az autótervezésben. A statisztikák szerint az elmúlt tíz évben a személygépkocsikban felhasznált alumínium átlagos mennyisége megduplázódott, az alumíniumötvözetek tömegcsökkenését az alábbi 1. ábra mutatja. Az innovatív tervezési koncepciók alapján ez a tendencia a következő néhány évben is folytatódni fog.
A könnyűsúlyú fejlesztés folyamatában az alumíniumötvözetek éles versenyben állnak más új anyagokkal, például a nagy szilárdságú acéllal, amely a vékonyfalú kialakítás után is megőrzi nagy szilárdságát. Ezen kívül vannak még magnézium-, titán-, üveg- vagy szénszálas kompozit anyagok, utóbbiakat már széles körben alkalmazzák a repülésben. Mostanra a több anyagból álló tervezés koncepciója beépült az autótervezésbe, és erőfeszítéseket tesznek arra, hogy megfelelő anyagokat alkalmazzanak a megfelelő alkatrészeken. Nagyon fontos kihívást jelent a csatlakozás és a felületkezelés problémája, és különféle megoldásokat dolgoztak ki, mint például motorblokk és erőátviteli alkatrészek, vázkialakítás (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), vékony lemezszerkezet (Honda NSX). , Jaguar, Rover), felfüggesztés (DC-E osztály, Renault, Peugeot) és egyéb szerkezeti elemek tervezése. A 2. ábra az autókban használt alumínium alkatrészeket mutatja.
BIW tervezési stratégia
A fehér karosszéria a hagyományos autók legnehezebb része, a jármű tömegének 25-30%-át teszi ki. A karosszéria-fehér kivitelben két szerkezeti kialakítás található.
1. „Profiltér vázkialakítás” kis- és közepes méretű autókhoz: Az Audi A8 tipikus példa, fehér karosszéria 277 kg, 59 profilból (61 kg), 31 öntvényből (39 kg) és 170 fémlemezből (177 kg) áll. Össze vannak kötve szegecseléssel, MIG hegesztéssel, lézerhegesztéssel, egyéb hibrid hegesztéssel, ragasztással stb.
2. „Kovácsolt fémlemez monocoque szerkezet” közepes és nagy kapacitású gépjárművekhez: például Jaguar XJ (X350), 2002-es modell (ahogy az alábbi 4. ábrán látható), 295 kg tömegű „bélyegzett karosszéria monocoque szerkezet” fehér karosszéria 22 profilból (21 kg), 15 öntvényből (15 kg) állt és 273 fémlemez alkatrész (259 kg). A csatlakozási módok közé tartozik a ragasztás, a szegecselés és a MIG hegesztés.
Alumíniumötvözet alkalmazása a testen
1. Öregedzett Al-Mg-Si ötvözet
A 6000-es sorozatú ötvözetek magnéziumot és szilíciumot tartalmaznak, és jelenleg A6016, A6111 és A6181A néven használják az autók karosszériájában. Európában az 1-1,2 mm-es EN-6016 kiváló alakíthatósággal és korrózióállósággal rendelkezik, és széles körben használják.
2. Nem hőkezelhető Al-Mg-Mn ötvözet
Az Al-Mg-Mn ötvözetek specifikus, nagy igénybevételű keményedésének köszönhetően kiváló alakíthatóságot és nagy szilárdságot mutatnak, és széles körben használják autóipari melegen és hidegen hengerelt lemezekben és hidroformázott csövekben. Az alvázban vagy a kerekekben való alkalmazás még hatékonyabb, mivel a rugózatlan mozgó alkatrészek tömegének csökkentése emellett növeli a vezetési kényelmet és csökkenti a zajszintet.
3. Alumínium profil
Európában teljesen új autókoncepciókat javasoltak az alumíniumprofil kialakítása alapján, például alumíniumötvözet vázakat és összetett alépítményeket. A komplex tervezésben és a funkcionális integrációban rejlő nagy lehetőségük miatt a legalkalmasabbak a költséghatékony sorozatgyártásra. Mivel az extrudálás során hűtésre van szükség, közepes szilárdságú 6000 és nagy szilárdságú 7000 edzhető ötvözetek használatosak. Az alakíthatóságot és a végső szilárdságot az utólagos hevítéssel végzett öregedéssel szabályozzák. Az alumíniumötvözet profilokat főként keretek kialakításában, ütközőgerendákban és egyéb ütközési alkatrészekben használják.
4. Alumínium öntés
Az öntvények a legszélesebb körben használt alumínium alkatrészek az autókban, mint például a motorblokkok, hengerfejek és speciális alvázalkatrészek. Még a dízelmotorok is, amelyek nagymértékben növelték piaci részesedésüket Európában, áttérnek az alumíniumöntvényekre az erősség és a tartósság iránti növekvő igények miatt. Ugyanakkor az alumíniumöntvényeket a kerettervezésben, a tengelyrészekben és a szerkezeti alkatrészekben is alkalmazzák, és az új AlSiMgMn alumíniumötvözetek nagynyomású öntése nagyobb szilárdságot és rugalmasságot ért el.
Az alumínium a választott anyag számos autóipari alkalmazáshoz, például alvázhoz, karosszériához és számos szerkezeti elemhez alacsony sűrűsége, jó alakíthatósága és jó korrózióállósága miatt. A karosszéria-tervezésben használt alumínium legalább 30%-os tömegcsökkentést érhet el a teljesítménykövetelmények teljesítése mellett. Ezenkívül alumíniumötvözetek alkalmazhatók a jelenlegi burkolat legtöbb részén. Bizonyos esetekben magas szilárdsági követelmények mellett a 7000-es sorozatú ötvözetek továbbra is megőrizhetik minőségi előnyeit. Ezért a nagy volumenű alkalmazásokhoz az alumíniumötvözet tömegcsökkentő megoldásai a leggazdaságosabb módszer.
Szerkesztette: May Jiang a MAT Aluminiumtól
Feladás időpontja: 2023. december 08
