Zastosowanie stopów aluminium w samochodach

Zastosowanie stopów aluminium w samochodach

Stopy aluminium można podzielić na różne rodziny w zależności od zawartości pierwiastków stopowych. Według krajowej normy „Metoda wyznaczania gatunków odkształconego aluminium i stopów aluminium” (GB/T 16474-1996) , Odkształcone materiały aluminiowe dzielą się na różne serie gatunków w zależności od ich składu chemicznego, reprezentowane przez cztery znaki, jak pokazano w tabeli 1.

Zgodnie z różnicami w technologii i metodach przetwarzania materiałów, Klasyfikację serii materiałów stopów aluminium do nadwozi samochodowych przedstawiono na rysunku 1. The 4000 Seria stopów aluminium ma wysoką zawartość krzemu, niska temperatura topnienia, i dobrą płynność stopu. Stosowany jest głównie w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji dodatków spawalniczych stopów aluminium, takie jak płyty lutownicze, pręty spawalnicze, i druty spawalnicze. Ponadto, ta seria stopów ma wysoką odporność na zużycie i odporność na wysoką temperaturę, i jest również używany do produkcji tłoków i części żaroodpornych. The 8000 Seria stopów aluminium to głównie folia aluminiowa, który jest szeroko stosowany w przemyśle akumulatorowym.

5182 blacha aluminiowa do samochodu

Charakterystyka zastosowań samochodowych osłon ze stopów aluminium

Samochody są trwałymi dobrami konsumpcyjnymi, a konsumenci przywiązują dużą wagę do trwałości i niezawodności materiałów komponentów samochodowych. Stopy aluminium, które są powszechnie stosowane jako materiały lekkie, muszą nie tylko spełniać wymagania wysokowydajnej produkcji przemysłowej, ale także zapewniają, że różne parametry jakościowe podczas użytkowania samochodów odpowiadają potrzebom klientów. Na przykład: 5754, 5182 I 5052 gatunki stopów aluminium charakteryzują się niską gęstością, wysoka wytrzymałość na rozciąganie, duże wydłużenie, i dobrą wytrzymałość zmęczeniową, i są szeroko stosowane w wewnętrznych panelach nadwozia; 6016, 6022, 6111, 6181 i inne gatunki stopów aluminium można poddawać obróbce cieplnej i wzmacniać, mają dobrą odkształcalność przy tłoczeniu, i nie są podatne na powstawanie linii luopingu na uformowanej powierzchni. Stosowane są głównie w zewnętrznych panelach nadwozia; 7003, 7075 i inne gatunki stopów aluminium mają wyższą wytrzymałość, odporność na zużycie i wytrzymałość, i są najczęściej stosowane w przednich belkach wzdłużnych i innych częściach.

Pomiędzy nimi, do paneli nadwozia (panele drzwi i panele pokrywy silnika), oprócz wytrzymałości i trwałości, istnieją również części, które konsumenci mogą bezpośrednio zobaczyć, a więc ich wydajność przetwarzania, wydajność formowania (modelowanie), i kompatybilność z powłokami również muszą skupiać się na następujących aspektach.

1. Dobra formowalność. Arkusze ze stopu aluminium są stosowane głównie jako panele i części do tłoczenia samochodów. Aby arkusze miały większą przestrzeń formowania w różnych złożonych stanach naprężenia odkształceniowego przy tłoczeniu, materiał musi charakteryzować się niskim współczynnikiem granicy plastyczności, dobra wydajność formowania, i wysoki limit formowania.
2. Utrzymuj gładką powierzchnię. Arkusze ze stopu aluminium powinny charakteryzować się dobrą ciągliwością przy wyginaniu, gładka powierzchnia po uformowaniu, brak linii Luopinga, i brak niespójności połysku po pomalowaniu gotowego produktu metodą tłoczenia.
3. Dobra przyczepność klejów spawalniczych i strukturalnych. Aby spełnić wymagania wydajnościowe procesu spawania części, blachy ze stopów aluminium muszą mieć dobrą wydajność spawania. W tym samym czasie, istnieje wiele strukturalnych połączeń klejowych pomiędzy różnymi częściami, a od arkuszy wymaga się również dobrej przyczepności, aby sprostać pokryciu różnymi rodzajami klejów strukturalnych.
4. Dobre utwardzanie podczas pieczenia. Blacha jest bardziej miękka przed odkształceniem przy tłoczeniu i ma lepszą odkształcalność, ale po wypieczeniu wytłoczonych części, granica plastyczności gotowego produktu ulega znacznej poprawie. Wysokie utwardzanie w procesie wypalania zapewni częściom dużą odporność na wgniecenia. Ponieważ hartowanie stopów aluminium znacznie różni się od hartowania stali, a proces wypalania farby stosowany w tradycyjnych firmach motoryzacyjnych jest przeznaczony do blach stalowych, utwardzanie przez wypalanie blach ze stopów aluminium musi być zgodne z procesem malowania blach stalowych.
5. Pewna stabilność przeciwstarzeniowa. Po opuszczeniu fabryki przez blachę ze stopu aluminium, nieuchronnie przejdzie przez okres przechowywania i transportu przed produkcją stempli w fabryce pojazdów. Jeśli stabilność przeciwstarzeniowa arkusza jest słaba, wydajność stemplowania ulegnie pogorszeniu, wystąpią zmarszczki lub nawet pęknięcia, wpływające na jakość powierzchni zewnętrznego panelu samochodu.

Metody badań blach ze stopów aluminium i wskaźniki oceny

W produkcji samochodów, wymagania dotyczące zastosowań przemysłowych paneli nadwozia są przeliczane na jakościowe lub ilościowe wskaźniki techniczne, które następnie stają się podstawą dla producentów pojazdów do oceny blach ze stopów aluminium. W celach informacyjnych, proszę zapoznać się z poniższymi informacjami.

1.1 Właściwości mechaniczne

Metoda testowa: Właściwości mechaniczne materiałów ocenia się zwykle metodą jednoosiowej próby rozciągania. Próba rozciągania jednoosiowego jest powszechną metodą testową stosowaną do oceny właściwości mechanicznych i właściwości tłoczenia materiałów arkuszowych. Siła plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, całkowite wydłużenie, moduł sprężystości E, wskaźnik umocnienia przez zgniot oraz wartości anizotropii tych wskaźników na powierzchni płyty można zmierzyć za pomocą próby rozciągania. Krzywą naprężenia i odkształcenia procesu odkształcenia plastycznego materiału można wyznaczyć za pomocą jednoosiowej próby rozciągania, a zależność naprężenie-odkształcenie materiału można intuicyjnie zobaczyć.

1.2 Skład chemiczny

Metoda testowa: Spektrometr fluorescencji rentgenowskiej jest szybką i nieniszczącą metodą pomiaru materiałów. Zasada działania polega na tym, że lampa rentgenowska generuje padające promieniowanie rentgenowskie (pierwotne zdjęcia rentgenowskie) aby pobudzić próbkę do badania. Każdy element wzbudzonej próbki będzie emitował wtórne promieniowanie rentgenowskie (zwana także fluorescencją rentgenowską). Wtórne promieniowanie rentgenowskie emitowane przez różne pierwiastki ma określone właściwości energetyczne lub charakterystykę długości fali, a także są związane z zawartością tego pierwiastka w próbce. System detekcji mierzy energię oraz ilość lub długość fali emitowanego wtórnego promieniowania rentgenowskiego. Następnie, oprogramowanie urządzenia przekształca informacje zebrane przez system detekcji na rodzaje i zawartość różnych pierwiastków w próbce. Wskaźniki oceny przedstawiono w tabeli 2.

1.3 Mikrostruktura

Metoda testowa: Obserwacja struktury metalograficznej odnosi się głównie do metody badania struktur metali i stopów za pomocą mikroskopu w celu powiększenia próbki 100 Do 1,500 czasy. Pierwszy, próbka jest pobierana, inkrustowany, grunt, wypolerowany i skorodowany, a następnie obserwuje się morfologię struktury metalograficznej za pomocą mikroskopu metalograficznego, a następnie zaobserwowaną strukturę metalograficzną fotografuje się i obserwuje za pomocą systemu fotografowania mikroskopu metalograficznego. Wskaźnik oceny: jednolita struktura, brak grubych osadów, pasma segregacyjne, itp. Wielkość ziaren kryształu: mniej niż 45 µm.

Zastosowanie stopów aluminium w samochodach

1.4 Chropowatość powierzchni

Metoda testowa: Korzystanie z metody rysika, rysik diamentowy o promieniu krzywizny końcówki ok 2 μm przesuwa się powoli po mierzonej powierzchni. Przemieszczenie diamentowej igły w górę i w dół jest przetwarzane na sygnał elektryczny za pomocą elektrycznego czujnika długości. Po wzmocnieniu, filtrowanie i obliczanie, wartość chropowatości powierzchni jest wskazywana na wyświetlaczu, a krzywiznę profilu mierzonego odcinka można również zarejestrować za pomocą rejestratora.

Wskaźnik oceny: gładka powierzchnia (stan walcowany na zimno) (Wykończenie młyna, MF): 0.1 μm≤Ra≤0,7 μm; Tekstura wyładowań elektronowych (Tekstura wyładowań elektronowych, EDT): 0.1 μm≤Ra≤1,5 μm.

1.5 Właściwości zmęczeniowe

Metoda testowa: Patrz „Metoda badania zmęczenia zginającego w płaszczyźnie metalu” (JIS Z 2275), wielokrotnie przyłożyć moment zginający prostopadły do ​​powierzchni płyty do próbki metalu, zbadać proces pękania płyty pod cyklicznym obciążeniem, i w ten sposób ocenić wytrzymałość zmęczeniową materiału.
Wskaźnik oceny: liczba cykli 107, współczynnik wytrzymałości powyżej 0.4.

1.6 Zginanie

Metoda testowa: Użyj JIS Z 2241 NIE. 5 z dodatkowym 10% przed deformacją (50 mm między punktami), względny promień zgięcia R/t≤0,5, zgiąć się o 180°, i głównie obserwować, czy po próbie zginania na powierzchni próbki pojawią się pęknięcia.
Wskaźnik oceny: Na powierzchni gięcia nie ma szkodliwych pęknięć. Sądząc po próbkach granicznych, jak pokazano na rysunku 2, wszystkie kierunki L/C/D spełniają wymagania.

1.7 Jakość powierzchni formującej

Metoda testowa: Patrz JIS H 4000 Przedmiot 5.1, wstępnie zdeformować płaszczyznę wg 6% poprzez test przetwarzania cylindra Φ100, przeszlifuj cylinder papierem ściernym, i potwierdź to wizualnie. Wskaźnik oceny: Jakość powierzchni po formowaniu, brak niedopuszczalnych wyników w próbce granicznej, takie jak wzór marszczenia i wzór skórki pomarańczy pokazane na rysunku 3.

1.8 Charakterystyka BH

Norma testowa: Zdaniem JIS Z 2241, wstępne odkształcenie 5% utrzymuje się w temperaturze pieczenia wynoszącej 170 ℃ za 20 min. Kryteria oceny: Granica plastyczności ≥180 MPa, wytrzymałość na rozciąganie ≥240 MPa, wydłużenie ≥16% (wszystkie kierunki mogą być spełnione).

1.9 Próba starzenia

Możliwość obróbki cieplnej i wzmocnienia 6000 seria ze stopu aluminium jest idealnym, lekkim materiałem na zewnętrzne panele karoserii samochodów. Jego największą cechą jest to, że może być dostarczany w stanie T4 poddanym obróbce roztworem stałym o niskiej granicy plastyczności i ma dobrą zdolność do odkształcania podczas tłoczenia. Jego wzmocnienie starzeniowe można przeprowadzić jednocześnie z końcowym zabiegiem utwardzania farby, co dodatkowo poprawia wydajność materiału i ma dobrą początkową odkształcalność i końcową wydajność. Ogólnie rzecz biorąc, właściwe jest ustawienie cyklu pobierania płyt na 3 Do 6 miesiące. W rzeczywistym zastosowaniu, materiał płyty aluminiowej należy umieścić na pewien czas, a następnie właściwości mechaniczne, właściwości utwardzania podczas pieczenia, oraz kluczowe wskaźniki podatności na zginanie muszą zostać przetestowane i zweryfikowane w celu potwierdzenia, czy właściwości materiału spełniają wymagania normy, i ten cykl starzenia służy do wyznaczania czasu cyklu pobierania płyty ze stopu aluminium.

Wniosek

Kiedy producenci pojazdów wprowadzają pokrycia z blachy ze stopu aluminium, muszą przeprowadzać systematyczne eksperymenty w zakresie badań właściwości materiałów na arkuszach stopów aluminium, koncentrując się na potwierdzeniu wskaźników, takich jak właściwości mechaniczne, mikrostruktura, skład chemiczny, chropowatość powierzchni, właściwości zmęczeniowe, właściwości zginania, tworząc jakość powierzchni, Właściwości BH, i starzenie się jako ważne podstawy oceny wydajności blachy. Ponadto, producenci pojazdów muszą również sprawdzić wydajność zgrzewania punktowego blachy, wydajność obróbki powierzchni, i przydatność różnego rodzaju uszczelniaczy do karoserii, i ostatecznie kompleksowo ocenić, czy blacha ze stopu aluminium spełnia wymagania masowej produkcji pojazdów.