Application des alliages d'aluminium pour les automobiles

Application des alliages d'aluminium pour les automobiles

Les alliages d'aluminium peuvent être classés en différentes familles selon la teneur en éléments d'alliage. Selon la norme nationale « Méthode d'indication des qualités d'aluminium et d'alliages d'aluminium déformés » (GB/T 16474-1996) , les matériaux en aluminium déformé sont divisés en différentes séries de qualités en fonction de leur composition chimique, représenté par quatre personnages, comme indiqué dans le tableau 1.

Selon les différences dans la technologie et les méthodes de traitement des matériaux, la classification des séries de matériaux en alliage d'aluminium pour les carrosseries de voitures est présentée dans la figure 1. Le 4000 L'alliage d'aluminium de la série a une teneur élevée en silicium, un point de fusion bas, et bonne fluidité de fusion. Il est principalement utilisé dans l'industrie automobile pour fabriquer des additifs de soudage pour alliages d'aluminium., comme les plaques de brasage, baguettes de soudage, et fils de soudure. En outre, cette série d'alliages présente une résistance élevée à l'usure et une résistance aux températures élevées, et est également utilisé pour fabriquer des pistons et des pièces résistantes à la chaleur. Le 8000 L'alliage d'aluminium de la série est principalement une feuille d'aluminium, qui est largement utilisé dans l'industrie des batteries.

5182 feuille d'aluminium pour automobile

Caractéristiques d'application des couvercles en alliage d'aluminium automobile

Les automobiles sont des biens de consommation durables, et les consommateurs attachent une grande importance à la durabilité et à la fiabilité des matériaux des composants automobiles. Alliages d'aluminium, qui sont largement utilisés comme matériaux légers, doit non seulement répondre aux exigences d’une production industrielle à haut rendement, mais aussi s'assurer que diverses performances de qualité lors de l'utilisation des automobiles répondent aux besoins des clients. Par exemple: 5754, 5182 et 5052 les qualités d'alliages d'aluminium ont les caractéristiques de faible densité, haute résistance à la traction, allongement élevé, et bonne résistance à la fatigue, et sont largement utilisés dans les panneaux intérieurs de la carrosserie; 6016, 6022, 6111, 6181 et d'autres qualités d'alliages d'aluminium peuvent être traitées thermiquement et renforcées, avoir une bonne formabilité d'estampage, et ne sont pas sujets aux lignes Luoping sur la surface formée. Ils sont principalement utilisés dans les panneaux extérieurs de carrosserie; 7003, 7075 et d'autres qualités d'alliages d'aluminium ont une résistance plus élevée, résistance à l'usure et ténacité, et sont principalement utilisés dans les poutres longitudinales avant et d'autres pièces.

Parmi eux, pour panneaux de carrosserie (panneaux de porte et panneaux de capot moteur), en plus de la solidité et de la durabilité, il y a aussi des parties que les consommateurs peuvent voir directement, donc leurs performances de traitement, performances de formage (modélisation), et la compatibilité avec les revêtements doivent également se concentrer sur les aspects suivants.

1. Bonne formabilité. Les feuilles d'alliage d'aluminium sont principalement utilisées comme panneaux et pièces de carrosserie d'estampage automobile. Afin de permettre aux feuilles d'avoir un espace de formage plus élevé dans divers états complexes de contrainte de déformation d'emboutissage, le matériau doit avoir les caractéristiques d'un faible rapport de limite d'élasticité, bonnes performances de formage, et limite de formage élevée.
2. Gardez la surface lisse. Les tôles en alliage d'aluminium doivent avoir une bonne ductilité de bordage, surface lisse après formage, pas de lignes Luoping, et aucune incohérence de brillance une fois le produit fini d'estampage peint.
3. Bonnes performances de soudage et d’adhérence des adhésifs structurels. Afin de répondre aux exigences de performance du processus de soudage des pièces, les tôles en alliage d'aluminium doivent avoir de bonnes performances de soudage. En même temps, il existe de nombreuses connexions adhésives structurelles entre différentes pièces, et les feuilles doivent également avoir de bonnes performances d'adhérence pour répondre au revêtement de divers types d'adhésifs structurels.
4. Bon durcissement à la cuisson. La feuille est plus douce avant la déformation par emboutissage et a une meilleure formabilité, mais une fois les pièces estampées cuites, la limite d'élasticité du produit fini est considérablement améliorée. Un durcissement élevé au four donnera aux pièces une haute résistance aux bosses. Étant donné que le durcissement au four des alliages d'aluminium est très différent de celui de l'acier, et le processus de cuisson de peinture des constructeurs automobiles traditionnels est conçu pour les plaques d'acier, le durcissement au four des tôles en alliage d'aluminium doit être compatible avec le processus de peinture des tôles d'acier.
5. Une certaine stabilité anti-âge. Après que la tôle en alliage d'aluminium quitte l'usine, il passera inévitablement par une période de stockage et de transport avant d'emboutir la production dans l'usine automobile. Si la stabilité anti-vieillissement de la feuille est mauvaise, les performances d'estampage se détérioreront, des rides ou même des fissures se produiront, affectant la qualité de surface du panneau extérieur de la voiture.

Méthodes d'essai des tôles d'alliage d'aluminium et indicateurs d'évaluation

Dans la construction automobile, les exigences d'application industrielle des panneaux de carrosserie sont converties en indicateurs techniques qualitatifs ou quantitatifs, qui deviennent ensuite la base permettant aux constructeurs automobiles d'évaluer les tôles en alliage d'aluminium. Pour référence, veuillez vous référer à ce qui suit.

1.1 Propriétés mécaniques

Méthode d'essai: Les propriétés mécaniques des matériaux sont généralement évaluées par la méthode d'essai de traction uniaxiale. L'essai de traction uniaxial est une méthode d'essai courante utilisée pour évaluer les propriétés mécaniques et les propriétés d'emboutissage des matériaux en feuille.. La limite d'élasticité, résistance à la traction, allongement total, module élastique E, l'indice d'écrouissage et les valeurs d'anisotropie de ces indicateurs dans la surface de la plaque peuvent être mesurés par essai de traction. La courbe contrainte-déformation du processus de déformation plastique du matériau peut être tracée par essai de traction uniaxial, et la relation contrainte-déformation du matériau peut être vue intuitivement.

1.2 Composition chimique

Méthode d'essai: Le spectromètre à fluorescence X est une méthode de mesure de matériaux rapide et non destructive. Son principe est que le tube à rayons X génère des rayons X incidents (radiographies primaires) exciter l'échantillon à tester. Chaque élément de l'échantillon excité émettra des rayons X secondaires (également appelée fluorescence des rayons X). Les rayons X secondaires émis par différents éléments ont des caractéristiques énergétiques ou des caractéristiques de longueur d'onde spécifiques., et sont également liés au contenu de cet élément dans l'échantillon. Le système de détection mesure l'énergie et la quantité ou longueur d'onde de ces rayons X secondaires émis. Alors, le logiciel de l'instrument convertit les informations collectées par le système de détection en types et contenus de divers éléments de l'échantillon. Les indicateurs d'évaluation sont présentés dans le tableau 2.

1.3 Microstructure

Méthode d'essai: L'observation de structures métallographiques fait principalement référence à une méthode d'étude des structures de métaux et d'alliages en utilisant un microscope pour agrandir l'échantillon en 100 pour 1,500 fois. D'abord, l'échantillon est échantillonné, incrusté, sol, poli et corrodé, puis la morphologie de la structure métallographique est observée au microscope métallographique, puis la structure métallographique observée est photographiée et observée à l'aide du système de prise de vue du microscope métallographique. Indice d'évaluation: structure uniforme, pas de précipités grossiers, bandes de ségrégation, etc.. Taille des grains de cristal: moins que 45 µm.

Application des alliages d'aluminium pour les automobiles

1.4 Rugosité de la surface

Méthode d'essai: Utiliser la méthode du stylet, un stylet en diamant avec un rayon de courbure de pointe d'environ 2 μm glisse lentement le long de la surface mesurée. Le déplacement de haut en bas du stylet diamant est converti en signal électrique par un capteur de longueur électrique. Après amplification, filtrage et calcul, la valeur de rugosité de la surface est indiquée par l'instrument d'affichage, et la courbe de profil de la section mesurée peut également être enregistrée par un enregistreur.

Indice d'évaluation: surface lisse (état laminé à froid) (Finition du moulin, MF): 0.1 μm≤Ra≤0,7 μm; Texture de décharge électronique (Texture de décharge électronique, HAE): 0.1 μm≤Ra≤1,5 μm.

1.5 Propriétés de fatigue

Méthode d'essai: Reportez-vous à la « Méthode d'essai de fatigue par flexion du plan métallique » (JISZ 2275), appliquer à plusieurs reprises un moment de flexion orthogonal à la surface de la plaque sur l'échantillon métallique, étudier le processus de rupture de la plaque sous charge cyclique, et ainsi évaluer la résistance à la fatigue du matériau.
Indice d'évaluation: nombre de cycles 107, rapport d'endurance ci-dessus 0.4.

1.6 Pliabilité

Méthode d'essai: Utiliser JIS Z 2241 Non. 5 avec supplément 10% pré-déformation (50 mm entre les points), rayon de courbure relatif R/t≤0,5, plier à 180°, et observez principalement si des fissures se produiront sur la surface de l'échantillon après l'essai de flexion.
Indice d'évaluation: Il n'y a pas de fissures nocives sur la surface de pliage. À en juger par les échantillons limites, comme le montre la figure 2, les directions L/C/D répondent toutes aux exigences.

1.7 Qualité de la surface de formage

Méthode d'essai: Se référer à JIS H 4000 Article 5.1, pré-déformer l'avion en 6% grâce au test de traitement du cylindre Φ100, meuler le cylindre avec du papier de verre, et confirmez-le visuellement. Indice d'évaluation: Qualité de surface après formage, aucune performance de qualité inacceptable dans l'échantillon limite, comme le motif d'ondulation et le motif de peau d'orange illustrés sur la figure 3.

1.8 Caractéristiques du BH

Norme d'essai: Selon JIS Z 2241, pré-déformation 5% est maintenu à une température de cuisson de 170 ℃ pour 20 min. Critères de jugement: Limite d'élasticité ≥180 MPa, résistance à la traction ≥240 MPa, allongement ≥16% (toutes les directions peuvent être satisfaites).

1.9 Test de vieillissement

Le traitement thermique et renforcé 6000 alliage d'aluminium de série est un matériau de panneau extérieur de carrosserie automobile léger et idéal. Sa plus grande caractéristique est qu'il peut être fourni à l'état T4 traité en solution solide avec une faible limite d'élasticité et possède une bonne capacité de déformation par emboutissage.. Son renforcement par vieillissement peut être effectué simultanément au traitement final de durcissement de la peinture., ce qui améliore encore les performances du matériau et présente une bonne formabilité initiale et de bonnes performances finales. En général, il convient de définir le cycle d'approvisionnement en plaques pour 3 pour 6 mois. En application réelle, le matériau de la plaque d'aluminium doit être placé pendant un certain temps, puis les propriétés mécaniques, propriétés de durcissement à la cuisson, et les principaux indicateurs de pliage doivent être testés et vérifiés pour confirmer si les propriétés du matériau répondent aux exigences standard., et ce cycle de vieillissement est utilisé pour guider le réglage de la durée du cycle d'approvisionnement en plaques d'alliage d'aluminium.

Conclusion

Quand les constructeurs automobiles introduisent des revêtements en tôles en alliage d'aluminium, ils doivent mener des expériences systématiques de recherche sur les propriétés des matériaux sur des tôles en alliage d'aluminium, se concentrer sur la confirmation d’indicateurs tels que les propriétés mécaniques, microstructure, composition chimique, rugosité de la surface, propriétés de fatigue, propriétés de flexion, qualité de la surface de formage, Propriétés BH, et le vieillissement comme bases d'évaluation importantes pour les performances des feuilles. En outre, les constructeurs automobiles doivent également vérifier les performances de soudage par points de la tôle, performances du traitement de surface, et l'adéquation de différents types de produits d'étanchéité pour le corps, et enfin évaluer de manière exhaustive si la tôle en alliage d'aluminium répond aux exigences de la production de masse de véhicules.