Европейската автомобилна индустрия е известна със своята напреднала и изключително иновативна. С насърчаването на политиките за спестяване на енергия и намаляване на емисиите, за да се намали разхода на гориво и емисиите на въглероден диоксид, в автомобилния дизайн се използват подобрени и иновативно проектирани алуминиеви сплави. Според статистиката през последните десет години средното количество алуминий, използван в леките автомобили, се е удвоило, а намаляването на теглото на алуминиевите сплави е показано на фигура 1 по -долу. Въз основа на иновативните концепции за дизайн, тази тенденция ще продължи през следващите няколко години.
В процеса на леко развитие алуминиевите сплави са изправени пред ожесточена конкуренция с други нови материали, като стомана с висока якост, които все още могат да поддържат висока якост след тънкостенни дизайн. В допълнение, има композитни материали от магнезий, титан, стъкло или въглеродни влакна, последните от които вече са широко използвани в аерокосмическото пространство. Сега концепцията за многоматериален дизайн е интегрирана в автомобилния дизайн и се полагат усилия за прилагане на подходящи материали към подходящи части. Много важно предизвикателство е проблемът с връзката и повърхностната обработка и са разработени различни решения, като блок на двигателя и компоненти на влаковете, дизайн на рамката (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), тънка плоча (Honda NSX , Jaguar, Rover), окачване (DC-E клас, Renault, Peugeot) и други конструктивни компоненти. Фигура 2 показва компонентите на алуминия, използвани в автомобилите.
Стратегия за проектиране на BIW
Белото на тялото е най-тежката част от конвенционалния автомобил, който представлява 25% до 30% от теглото на автомобила. Има два структурни дизайна в дизайна на тялото в бяло.
1. „Дизайн на космическата рамка на профила“ за малки и средни автомобили: Audi A8 е типичен пример, тялото в бяло тежи 277 кг, се състои от 59 профила (61 кг), 31 отливки (39 кг) и 170 ламарина (177 кг). Към тях се присъединяват нитове, MIG заваряване, лазерно заваряване, друго хибридно заваряване, залепване и др.
2. „Монококова структура, насочена към матрица“ за автомобилни приложения със среден до голям капацитет: Например, Jaguar XJ (X350), 2002 модел (както е показано на фигура 4 по-долу), 295 kg масова „щампована монококова структура на тялото“ се състои от 22 профила (21 kg), 15 отливки (15 kg) и 273 листови метални части (259 кг). Методите на свързване включват свързване, нитове и MIG заваряване.
Прилагане на алуминиева сплав върху тялото
1. Втвърдена Al-Mg-Si сплав Al-Mg-Si
Сплавите от серия 6000 съдържат магнезий и силиций и в момента се използват в автомобилни листове за тяло като A6016, A6111 и A6181A. В Европа 1-1.2mm EN-6016 има отлична устойчивост на формиране и корозия и се използва широко.
2. Немогьонена лечима сплав Al-Mg-Mn
Поради специфичното си втвърдяване на високо напрежение, AL-MG-MN сплавите проявяват отлична формалност и висока якост и се използват широко в автомобилни горещи и студено валцувани листове и хидроформени тръби. Приложението в шасито или колелата е още по -ефективно, тъй като намаляването на масата на непулажните движещи се части допълнително повишава шофирането на комфорта и намалява нивата на шума.
3. Алуминиев профил
В Европа бяха предложени напълно нови концепции за автомобили въз основа на дизайна на алуминиев профил, например, кадри от алуминиеви сплави и сложни подструктури. Техният голям потенциал за сложни дизайни и функционална интеграция ги прави най-подходящи за рентабилни производствени серии. Тъй като по време на екструзия се изисква гасене, се използват със средна якост 6000 и висока якост 7000 възрастови втвърдителни сплави. Формабилността и крайната якост се контролират чрез втвърдяване на възрастта чрез последващо нагряване. Профилите на алуминиевата сплав се използват главно в дизайна на рамката, гредите на катастрофата и други компоненти на катастрофата.
4. Алуминиев леене
Кастингите са най -широко използваните алуминиеви компоненти в автомобили, като блокове на двигателя, глави на цилиндъра и специални компоненти на шасито. Дори дизеловите двигатели, които значително увеличиха пазарния си дял в Европа, преминават към алуминиеви отливки поради нарастващите изисквания за сила и издръжливост. В същото време алуминиевите отливки също се използват в конструкцията на рамката, части от вала и структурни части и отливането с високо налягане на нови алуминиеви сплави Alsimgmn постигна по-висока якост и пластичност.
Алуминият е материалът за избор за много автомобилни приложения като шаси, тяло и много структурни компоненти поради ниската му плътност, добрата формиране и добрата устойчивост на корозия. Алуминият, използван в дизайна на структурата на тялото, може да постигне най -малко 30% намаляване на теглото при предположението на изискванията за изпълнение на производителността. Също така, алуминиевите сплави могат да бъдат приложени към повечето части от текущото покритие. В някои случаи с изисквания за висока якост 7000 серийни сплави все още могат да поддържат качествени предимства. Следователно, за приложения с голям обем, разтворите за намаляване на теглото на алуминиевата сплав са най-икономичният метод.
Редактиран от май Джианг от Мат Алуминий
Време за публикация: DEC-08-2023
