Aplicação de ligas de alumínio para automóveis

Aplicação de ligas de alumínio para automóveis

As ligas de alumínio podem ser classificadas em diferentes famílias de acordo com o conteúdo dos elementos de liga.. De acordo com a norma nacional “Método para indicar graus de alumínio deformado e ligas de alumínio” (GB/T 16474-1996) , materiais de alumínio deformados são divididos em diferentes séries de classes de acordo com sua composição química, representado por quatro caracteres, conforme mostrado na tabela 1.

De acordo com as diferenças na tecnologia e métodos de processamento de materiais, a classificação das séries de materiais de liga de alumínio para carrocerias de automóveis é mostrada na Figura 1. O 4000 liga de alumínio em série tem alto teor de silício, um baixo ponto de fusão, e boa fluidez de fusão. É usado principalmente na indústria automotiva para fabricar aditivos para soldagem de ligas de alumínio., como placas de brasagem, hastes de soldagem, e fios de solda. Além disso, esta série de ligas tem alta resistência ao desgaste e resistência a altas temperaturas, e também é usado para fabricar pistões e peças resistentes ao calor. O 8000 liga de alumínio em série é principalmente folha de alumínio, que é amplamente utilizado na indústria de baterias.

5182 folha de alumínio para automóvel

Características de aplicação de tampas automotivas de liga de alumínio

Automóveis são bens de consumo duráveis, e os consumidores atribuem grande importância à durabilidade e confiabilidade dos materiais dos componentes automotivos. Ligas de alumínio, que são amplamente utilizados como materiais leves, não deve apenas atender aos requisitos da produção industrial de alta eficiência, mas também garantir que vários desempenhos de qualidade durante o uso de automóveis atendam às necessidades dos clientes. Por exemplo: 5754, 5182 e 5052 tipos de ligas de alumínio têm características de baixa densidade, alta resistência à tração, alto alongamento, e boa resistência à fadiga, e são amplamente utilizados em painéis internos da carroceria; 6016, 6022, 6111, 6181 e outros tipos de ligas de alumínio podem ser tratados termicamente e reforçados, tem boa conformabilidade de estampagem, e não são propensos a linhas Luoping na superfície formada. Eles são usados ​​principalmente em painéis externos da carroceria; 7003, 7075 e outros tipos de ligas de alumínio têm maior resistência, resistência ao desgaste e tenacidade, e são usados ​​principalmente em vigas longitudinais frontais e outras peças.

Entre eles, para painéis de carroceria (painéis de portas e painéis de cobertura do motor), além de resistência e durabilidade, também há partes que os consumidores podem ver diretamente, então seu desempenho de processamento, formando desempenho (modelagem), e compatibilidade com revestimentos também precisam se concentrar nos seguintes aspectos.

1. Boa formabilidade. Folhas de liga de alumínio são usadas principalmente como peças e painéis de carroceria de automóveis. A fim de permitir que as folhas tenham um espaço de formação maior sob vários estados complexos de tensão de deformação de estampagem, o material deve ter as características de baixa relação de resistência ao escoamento, bom desempenho de formação, e alto limite de formação.
2. Mantenha a superfície lisa. As folhas de liga de alumínio devem ter boa ductilidade de flangeamento, superfície lisa após a formação, sem linhas Luoping, e nenhuma inconsistência de brilho após a pintura do produto acabado de estampagem.
3. Bom desempenho de soldagem e adesão de adesivo estrutural. A fim de atender aos requisitos de desempenho do processo de soldagem de peças, folhas de liga de alumínio são necessárias para ter bom desempenho de soldagem. Ao mesmo tempo, existem muitas conexões adesivas estruturais entre diferentes peças, e as folhas também devem ter bom desempenho de adesão para atender ao revestimento de diversos tipos de adesivos estruturais.
4. Bom endurecimento no cozimento. A folha é mais macia antes de estampar a deformação e tem melhor conformabilidade, mas depois que as peças estampadas estiverem assadas, a resistência ao escoamento do produto acabado é significativamente melhorada. O alto endurecimento por cozimento dará às peças alta resistência a amolgadelas. Como o endurecimento por cozimento das ligas de alumínio é significativamente diferente daquele do aço, e o processo de cozimento de tinta das empresas automobilísticas tradicionais é projetado para chapas de aço, o endurecimento por cozimento das chapas de liga de alumínio deve ser compatível com o processo de pintura da chapa de aço.
5. Certa estabilidade antienvelhecimento. Depois que a folha de liga de alumínio sai da fábrica, inevitavelmente passará por um período de armazenamento e transporte antes de carimbar a produção na fábrica de veículos. Se a estabilidade antienvelhecimento da folha for fraca, o desempenho da estampagem irá deteriorar-se, ocorrerão enrugamentos ou mesmo rachaduras, afetando a qualidade da superfície do painel externo do carro.

Métodos de teste de folhas de liga de alumínio e indicadores de avaliação

Na fabricação de automóveis, os requisitos de aplicação industrial dos painéis da carroceria são convertidos em indicadores técnicos qualitativos ou quantitativos, que então se tornam a base para os fabricantes de veículos avaliarem chapas de liga de alumínio. Para referência, consulte o seguinte.

1.1 Propriedades mecânicas

Método de teste: As propriedades mecânicas dos materiais são geralmente avaliadas pelo método de teste de tração uniaxial. O teste de tração uniaxial é um método de teste comum usado para avaliar as propriedades mecânicas e de estampagem de materiais em folha. A força de rendimento, resistência à tracção, alongamento total, módulo de elasticidade E, o índice de endurecimento por trabalho e os valores de anisotropia desses indicadores na superfície da placa podem ser medidos por teste de tração. A curva tensão-deformação do processo de deformação plástica do material pode ser desenhada por teste de tração uniaxial, e a relação tensão-deformação do material pode ser vista intuitivamente.

1.2 Composição química

Método de teste: O espectrômetro de fluorescência de raios X é um método de medição de material rápido e não destrutivo. Seu princípio é que o tubo de raios X gera raios X incidentes (raios X primários) para excitar a amostra a ser testada. Cada elemento na amostra excitada emitirá raios X secundários (também chamada de fluorescência de raios X). Os raios X secundários emitidos por diferentes elementos têm características específicas de energia ou características de comprimento de onda, e também estão relacionados ao conteúdo deste elemento na amostra. O sistema de detecção mede a energia e a quantidade ou comprimento de onda desses raios X secundários emitidos. Então, o software do instrumento converte as informações coletadas pelo sistema de detecção nos tipos e conteúdos de vários elementos da amostra. Os indicadores de avaliação são apresentados na Tabela 2.

1.3 Microestrutura

Método de teste: A observação da estrutura metalográfica refere-se principalmente a um método de estudo de estruturas metálicas e de ligas usando um microscópio para ampliar a amostra por 100 para 1,500 vezes. Primeiro, a amostra é amostrada, incrustado, chão, polido e corroído, e então a morfologia da estrutura metalográfica é observada com um microscópio metalográfico, e então a estrutura metalográfica observada é fotografada e observada utilizando o sistema de disparo do microscópio metalográfico. Índice de avaliação: estrutura uniforme, sem precipitados grossos, faixas de segregação, etc. Tamanho de grão de cristal: menor que 45 μm.

Aplicação de ligas de alumínio para automóveis

1.4 Rugosidade superficial

Método de teste: Usando o método da caneta, uma caneta de diamante com um raio de curvatura da ponta de cerca de 2 μm é deslizado lentamente ao longo da superfície medida. O deslocamento para cima e para baixo da ponta de diamante é convertido em um sinal elétrico por um sensor elétrico de comprimento. Após amplificação, filtragem e cálculo, o valor da rugosidade da superfície é indicado pelo instrumento de exibição, e a curva do perfil da seção medida também pode ser registrada por um gravador.

Índice de avaliação: superfície lisa (estado laminado a frio) (Acabamento do Moinho, MF): 0.1 μm≤Ra≤0,7 μm; Textura de descarga de elétrons (Textura de descarga de elétrons, EDT): 0.1 μm≤Ra≤1,5 μm.

1.5 Propriedades de fadiga

Método de teste: Consulte “Método de teste de fadiga por flexão em plano metálico” (JIS Z 2275), aplicar repetidamente o momento fletor ortogonal à superfície da placa à amostra de metal, estudar o processo de fratura da placa sob carga cíclica, e assim avaliar a resistência à fadiga do material.
Índice de avaliação: número de ciclos 107, taxa de resistência acima 0.4.

1.6 Flexibilidade

Método de teste: Usar JIS Z 2241 Não. 5 com adicional 10% pré-deformação (50 mm entre pontos), raio de curvatura relativo R/t≤0,5, dobrar 180°, e observar principalmente se ocorrerão rachaduras na superfície da amostra após o teste de flexão.
Índice de avaliação: Não há rachaduras prejudiciais na superfície dobrada. A julgar pelas amostras limite, como mostrado na Figura 2, todas as instruções L/C/D atendem aos requisitos.

1.7 Formando qualidade de superfície

Método de teste: Consulte JIS H 4000 Item 5.1, pré-deformar o plano por 6% através do teste de processamento do cilindro Φ100, lixe o cilindro com uma lixa, e confirme visualmente. Índice de avaliação: Qualidade da superfície após a formação, nenhum desempenho de nota inaceitável na amostra limite, como o padrão ondulado e o padrão casca de laranja mostrados na Figura 3.

1.8 Características de BH

Padrão de teste: De acordo com JIS Z 2241, pré-tensão 5% é mantido a uma temperatura de cozimento de 170 ℃ para 20 min. Critérios de julgamento: Resistência ao escoamento ≥180 MPa, resistência à tração ≥240 MPa, alongamento ≥16% (todas as direções podem ser satisfeitas).

1.9 Teste de envelhecimento

O tratável termicamente e reforçado 6000 liga de alumínio série é um material leve ideal para o painel externo da carroceria de um automóvel. Sua maior característica é que pode ser fornecido no estado T4 tratado com solução sólida com baixo limite de escoamento e possui boa capacidade de deformação por estampagem.. O seu reforço ao envelhecimento pode ser realizado em simultâneo com o tratamento final de cura da tinta, o que melhora ainda mais o desempenho do material e tem boa conformabilidade inicial e desempenho final. De um modo geral, é apropriado definir o ciclo de aquisição de placas para 3 para 6 meses. Na aplicação real, o material da placa de alumínio precisa ser colocado por um período de tempo, e então as propriedades mecânicas, propriedades de endurecimento de cozimento, e os principais indicadores de flexibilidade precisam ser testados e verificados para confirmar se as propriedades do material atendem aos requisitos padrão, e este ciclo de envelhecimento é usado para orientar a configuração do tempo do ciclo de aquisição de placas de liga de alumínio.

Conclusão

Quando os fabricantes de veículos introduzem revestimentos de chapa de liga de alumínio, eles precisam realizar experimentos sistemáticos de pesquisa de propriedades de materiais em folhas de liga de alumínio, focando na confirmação de indicadores como propriedades mecânicas, microestrutura, composição química, rugosidade superficial, propriedades de fadiga, propriedades de flexão, formando qualidade de superfície, Propriedades de BH, e envelhecimento como importantes bases de avaliação para o desempenho da folha. Além disso, os fabricantes de veículos também precisam verificar o desempenho da soldagem por pontos da chapa, desempenho de tratamento de superfície, e adequação de vários tipos de selantes para o corpo, e, finalmente, avaliar de forma abrangente se a folha de liga de alumínio atende aos requisitos de produção em massa de veículos.