Еўрапейская аўтамабільная прамысловасць славіцца сваёй перадавой і вельмі інавацыйнай. Дзякуючы прапагандзе палітыкі энергазберажэння і скарачэння выкідаў, у мэтах зніжэння спажывання паліва і выкідаў вуглякіслага газу ўдасканаленыя і інавацыйна распрацаваныя алюмініевыя сплавы шырока выкарыстоўваюцца ў дызайне аўтамабіляў. Паводле статыстыкі, за апошнія дзесяць гадоў сярэдняя колькасць алюмінію, які выкарыстоўваецца ў легкавых аўтамабілях, павялічылася ўдвая, а зніжэнне вагі алюмініевых сплаваў паказана на малюнку 1 ніжэй. Грунтуючыся на інавацыйных канцэпцыях дызайну, гэтая тэндэнцыя захаваецца ў наступныя некалькі гадоў.
У працэсе палегчанай распрацоўкі алюмініевыя сплавы сутыкаюцца з жорсткай канкурэнцыяй з іншымі новымі матэрыяламі, такімі як высокатрывалая сталь, якая ўсё яшчэ можа захоўваць высокую трываласць пасля танкасценнай канструкцыі. Акрамя таго, ёсць кампазітныя матэрыялы з магнію, тытана, шкла або вугляроднага валакна, апошнія з якіх ужо шырока выкарыстоўваюцца ў касманаўтыцы. Цяпер канцэпцыя дызайну з некалькіх матэрыялаў была інтэграваная ў аўтамабільны дызайн, і прыкладаюцца намаганні для прымянення прыдатных матэрыялаў да адпаведных дэталяў. Вельмі важнай праблемай з'яўляецца праблема злучэння і апрацоўкі паверхні, і былі распрацаваны розныя рашэнні, такія як блок рухавіка і кампаненты сілавога агрэгата, канструкцыя рамы (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), структура тонкай пласціны (Honda NSX , Jaguar, Rover), падвеска (клас DC-E, Renault, Peugeot) і іншыя канструктыўныя кампаненты. На малюнку 2 паказаны кампаненты алюмінія, якія выкарыстоўваюцца ў аўтамабілях.
Стратэгія дызайну BIW
Белы кузаў з'яўляецца самай цяжкай часткай звычайнага аўтамабіля, на яго долю прыпадае ад 25% да 30% вагі аўтамабіля. Ёсць два канструктыўныя канструкцыі ў канструкцыі корпуса ў белым колеры.
1. «Канструкцыя прасторавай рамы профілю» для аўтамабіляў малога і сярэдняга памеру: Audi A8 - тыповы прыклад, кузаў у белым колеры важыць 277 кг, складаецца з 59 профіляў (61 кг), 31 адлівак (39 кг) і 170 лістоў металу (177 кг). Іх злучаюць клёпкамі, зваркай MIG, лазернай зваркай, іншай гібрыднай зваркай, склейваннем і інш.
2. «Манакокавая канструкцыя з ліставога металу» для аўтамабіляў сярэдняй і вялікай грузападымальнасці: напрыклад, Jaguar XJ (X350), мадэль 2002 г. (як паказана на малюнку 4 ніжэй), маса 295 кг, белы кузаў «штампаваная структура кузава» складаецца з 22 профіляў (21 кг), 15 адлівак (15 кг) і 273 дэталі з ліставога металу (259 кг). Спосабы злучэння ўключаюць склейванне, клёпкі і зварку MIG.
Нанясенне алюмініевага сплаву на корпус
1. Загартаваны Al-Mg-Si сплаў
Сплавы серыі 6000 утрымліваюць магній і крэмній і ў цяперашні час выкарыстоўваюцца ў лістах кузава аўтамабіляў пад назвамі A6016, A6111 і A6181A. У Еўропе 1-1,2 мм EN-6016 мае выдатную формуемасць і каразійную ўстойлівасць і шырока выкарыстоўваецца.
2. Сплаў Al-Mg-Mn, які не паддаецца тэрмічнай апрацоўцы
Дзякуючы спецыфічнай высокай дэфармацыі, сплавы Al-Mg-Mn дэманструюць выдатную формуемасць і высокую трываласць і шырока выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай гарачакачанай і халоднакачанай лістах і гідрафармаваных трубах. Прымяненне ў шасі або колах яшчэ больш эфектыўна, таму што памяншэнне масы непадрессоренных рухомых частак дадаткова павышае камфорт кіравання і зніжае ўзровень шуму.
3. Алюмініевы профіль
У Еўропе былі прапанаваны абсалютна новыя канцэпцыі аўтамабіляў на аснове канструкцыі алюмініевага профілю, напрыклад, рамы з алюмініевага сплаву і складаныя падканструкцыі. Іх вялікі патэнцыял для складаных канструкцый і функцыянальнай інтэграцыі робіць іх найбольш прыдатнымі для эканамічна эфектыўнай серыйнай вытворчасці. Паколькі падчас экструзіі патрабуецца загартоўка, выкарыстоўваюцца сплавы сярэдняй трываласці 6000 і высокай трываласці 7000, якія паддаюцца загартоўцы. Фармуемасць і канчатковая трываласць кантралююцца з дапамогай старэння і наступнага награвання. Профілі з алюмініевага сплаву ў асноўным выкарыстоўваюцца ў канструкцыі рамы, аварыйных бэлек і іншых аварыйных кампанентаў.
4. Алюмініевае ліццё
Адліўкі з'яўляюцца найбольш шырока выкарыстоўванымі алюмініевымі кампанентамі ў аўтамабілях, такімі як блокі рухавікоў, галоўкі цыліндраў і спецыяльныя кампаненты шасі. Нават дызельныя рухавікі, якія значна павялічылі сваю долю на рынку Еўропы, пераходзяць на алюмініевае ліццё з-за павышэння патрабаванняў да трываласці і даўгавечнасці. У той жа час алюмініевыя адліўкі таксама выкарыстоўваюцца ў канструкцыі каркаса, дэталяў вала і дэталяў канструкцыі, а ліццё пад высокім ціскам новых алюмініевых сплаваў AlSiMgMn дасягнула большай трываласці і пластычнасці.
Алюміній з'яўляецца матэрыялам выбару для многіх аўтамабільных прыкладанняў, такіх як шасі, кузаў і многія структурныя кампаненты з-за яго нізкай шчыльнасці, добрай здольнасці да фарміравання і добрай устойлівасці да карозіі. Алюміній, які выкарыстоўваецца ў канструкцыі канструкцыі кузава, можа дамагчыся зніжэння вагі як мінімум на 30% пры ўмове выканання патрабаванняў да прадукцыйнасці. Акрамя таго, алюмініевыя сплавы могуць быць нанесены на большасць частак бягучага пакрыцця. У некаторых выпадках з высокімі патрабаваннямі да трываласці сплавы серыі 7000 усё яшчэ могуць захоўваць якасныя перавагі. Такім чынам, для вялікіх аб'ёмаў прымянення рашэнні для зніжэння вагі з алюмініевага сплаву з'яўляюцца найбольш эканамічным метадам.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminium
Час публікацыі: 8 снежня 2023 г
