1 Приложение на алуминиеви сплави в автомобилната индустрия
В момента над 12% до 15% от световното потребление на алуминий се използва от автомобилната индустрия, като някои развити страни надхвърлят 25%. През 2002 г. цялата европейска автомобилна индустрия е консумирала над 1,5 милиона метрични тона алуминиева сплав годишно. Приблизително 250 000 метрични тона са били използвани за производство на каросерии, 800 000 метрични тона за производство на автомобилни трансмисионни системи и допълнителни 428 000 метрични тона за производство на задвижващи и окачващи системи за превозни средства. Очевидно е, че автомобилната индустрия се е превърнала в най-големия потребител на алуминиеви материали.
2 Технически изисквания за алуминиеви щамповащи листове при щамповане
2.1 Изисквания за формоване и щанцоване на алуминиеви листове
Процесът на формоване на алуминиеви сплави е подобен на този на обикновените студено валцувани листове, с възможност за намаляване на отпадъчния материал и генерирането на алуминиев скрап чрез добавяне на процеси. Съществуват обаче разлики в изискванията за матрици в сравнение със студено валцуваните листове.
2.2 Дългосрочно съхранение на алуминиеви листове
След втвърдяване чрез стареене, границата на провлачване на алуминиевите листове се увеличава, което намалява обработваемостта им за оформяне на ръбове. При изработването на матрици, помислете за използването на материали, които отговарят на горните изисквания на спецификациите, и направете потвърждение за осъществимост преди производството.
Използваното за производство масло за разтягане/антикорозионно масло е склонно към изпаряване. След отваряне на опаковката на листа, то трябва да се използва веднага или да се почисти и намаже с масло преди щамповане.
Повърхността е склонна към окисляване и не трябва да се съхранява на открито. Необходими са специални мерки за управление (опаковка).
3 Технически изисквания за алуминиеви щамповани листове при заваряване
Основните заваръчни процеси по време на сглобяването на корпуси от алуминиеви сплави включват съпротивително заваряване, CMT заваряване със студен преход, TIG заваряване с волфрамов електрод (волфрамов инертен газ), нитоване, щанцоване и шлайфане/полиране.
3.1 Заваряване без занитване на алуминиеви листове
Алуминиевите листови компоненти без нитове се формират чрез студено екструдиране на два или повече слоя метални листове, използвайки оборудване под налягане и специални форми. Този процес създава вградени точки на свързване с определена якост на опън и срязване. Дебелината на свързващите листове може да бъде еднаква или различна и те могат да имат лепилни слоеве или други междинни слоеве, като материалите са еднакви или различни. Този метод осигурява добри връзки без необходимост от помощни конектори.
3.2 Съпротивително заваряване
В момента, съпротивителното заваряване на алуминиеви сплави обикновено използва процеси на съпротивително заваряване със средна или висока честота. Този процес на заваряване разтопява основния метал в диапазона на диаметъра на заваръчния електрод за изключително кратко време, за да образува заваръчна вана.
Заваръчните точки бързо се охлаждат, за да образуват съединения, с минимална възможност за генериране на алуминиево-магнезиев прах. По-голямата част от произведените заваръчни газове се състоят от оксидни частици от металната повърхност и повърхностни примеси. По време на заваръчния процес е осигурена локална смукателна вентилация, за да се отстранят бързо тези частици в атмосферата, като отлагането на алуминиево-магнезиев прах е минимално.
3.3 CMT заваряване със студен преход и TIG заваряване
Тези два заваръчни процеса, поради защитата на инертния газ, произвеждат по-малки метални частици алуминий-магнезий при високи температури. Тези частици могат да се разпръснат в работната среда под действието на дъгата, което представлява риск от експлозия на алуминиево-магнезиев прах. Поради това са необходими предпазни мерки за предотвратяване и третиране на експлозия на прах.
4 Технически изисквания за алуминиеви щамповани листове при валцоване на ръбове
Разликата между валцоването на ръбове от алуминиева сплав и обикновеното валцоване на ръбове от студено валцувани листове е значителна. Алуминият е по-малко пластичен от стоманата, така че трябва да се избягва прекомерно налягане по време на валцоване, а скоростта на валцоване трябва да бъде сравнително бавна, обикновено 200-250 mm/s. Ъгълът на валцоване не трябва да надвишава 30° и трябва да се избягва V-образно валцоване.
Температурни изисквания за валцоване на алуминиеви сплави: Трябва да се извършва при стайна температура 20°C. Частите, взети директно от хладилно съхранение, не трябва да се подлагат на валцоване по ръб веднага.
5 форми и характеристики на валцоване на ръбове за алуминиеви щамповани листове
5.1 Форми на валцоване на ръбове за алуминиеви щамповани листове
Конвенционалното валцоване се състои от три стъпки: първоначално предварително валцоване, вторично предварително валцоване и окончателно валцоване. Това обикновено се използва, когато няма специфични изисквания за якост и ъглите на външния фланец на плочата са нормални.
Валцоването по европейски начин се състои от четири стъпки: първоначално предварително валцоване, вторично предварително валцоване, окончателно валцоване и валцоване по европейски начин. Това обикновено се използва за валцоване по дългия ръб, като например предни и задни капаци. Валцоването по европейски начин може да се използва и за намаляване или елиминиране на повърхностни дефекти.
5.2 Характеристики на валцоването на ръбове за алуминиеви щамповани листове
При оборудване за валцоване на алуминиеви компоненти, долната форма и вложката трябва да се полират и поддържат редовно с шкурка с размер на гранулация 800-1200, за да се гарантира, че по повърхността няма алуминиеви отпадъци.
6 различни причини за дефекти, причинени от валцоване на ръбове на алуминиеви щамповани листове
Различните причини за дефекти, причинени от валцоване на ръбове на алуминиеви части, са показани в таблицата.
7 Технически изисквания за покритие на алуминиеви щамповани листове
7.1 Принципи и ефекти на пасивацията с водно промиване за алуминиеви щамповани листове
Пасивацията с водно промиване се отнася до премахване на естествено образувания оксиден филм и маслени петна върху повърхността на алуминиевите части, като чрез химическа реакция между алуминиева сплав и киселинен разтвор се създава плътен оксиден филм върху повърхността на детайла. Оксидният филм, маслените петна, заваряването и лепилното свързване върху повърхността на алуминиевите части след щамповане оказват влияние. За да се подобри адхезията на лепилата и заваръчните шевове, се използва химичен процес, който поддържа дълготрайни адхезионни връзки и устойчивост на повърхността, постигайки по-добро заваряване. Следователно, частите, изискващи лазерно заваряване, студено метално преходно заваряване (CMT) и други заваръчни процеси, трябва да преминат през пасивация с водно промиване.
7.2 Процес на пасивация с водно промиване за алуминиеви щамповани листове
Оборудването за пасивация с водно промиване се състои от зона за обезмасляване, зона за промишлено промиване с вода, зона за пасивация, зона за изплакване с чиста вода, зона за сушене и система за отвеждане на отработените газове. Алуминиевите части, които ще се третират, се поставят в кош за измиване, фиксират се и се спускат в резервоара. В резервоарите, съдържащи различни разтворители, частите се изплакват многократно с всички работни разтвори в резервоара. Всички резервоари са оборудвани с циркулационни помпи и дюзи, за да се осигури равномерно изплакване на всички части. Процесът на пасивация с водно промиване е следният: обезмасляване 1 → обезмасляване 2 → промиване с вода 2 → промиване с вода 3 → пасивация → промиване с вода 4 → промиване с вода 5 → промиване с вода 6 → сушене. Алуминиевите отливки могат да пропуснат промиване с вода 2.
7.3 Процес на сушене за пасивация с вода на алуминиеви щамповани листове
Необходими са около 7 минути, за да се повиши температурата на детайла от стайна температура до 140°C, а минималното време за втвърдяване на лепилата е 20 минути.
Алуминиевите части се затоплят от стайна температура до температурата на задържане за около 10 минути, а времето за задържане за алуминий е около 20 минути. След задържане, те се охлаждат от температурата на самозадържане до 100°C за около 7 минути. След задържане, те се охлаждат до стайна температура. Следователно, целият процес на сушене на алуминиеви части е 37 минути.
8 Заключение
Съвременните автомобили се развиват в посока леки, високоскоростни, безопасни, комфортни, нискобюджетни, нискоемисионни и енергийно ефективни. Развитието на автомобилната индустрия е тясно свързано с енергийната ефективност, опазването на околната среда и безопасността. С нарастващата осведоменост за опазването на околната среда, алуминиевите листови материали имат несравними предимства по отношение на цената, технологията на производство, механичните характеристики и устойчивото развитие в сравнение с други леки материали. Следователно, алуминиевите сплави ще се превърнат в предпочитания лек материал в автомобилната индустрия.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 18 април 2024 г.
