Ứng dụng của hợp kim nhôm cho ô tô
111,136 Lượt xem 2024-09-27 08:08:04
Ứng dụng của hợp kim nhôm cho ô tô
Hợp kim nhôm có thể được phân loại thành các họ khác nhau tùy theo hàm lượng các nguyên tố hợp kim. Theo tiêu chuẩn quốc gia “Phương pháp xác định cấp độ biến dạng của nhôm và hợp kim nhôm” (GB/T 16474-1996) , vật liệu nhôm biến dạng được chia thành các loại khác nhau theo thành phần hóa học của chúng, được đại diện bởi bốn ký tự, như thể hiện trong bảng 1.
| loạt lớp | Đặc trưng |
|---|---|
| 1××× | Nhôm nguyên chất (hàm lượng nhôm không ít hơn 99.00%) |
| 2××× | Hợp kim nhôm với đồng là nguyên tố hợp kim chính |
| 3××× | Hợp kim nhôm với mangan là nguyên tố hợp kim chính |
| 4××× | Hợp kim nhôm với silicon là nguyên tố hợp kim chính |
| 5××× | Hợp kim nhôm với magiê là nguyên tố hợp kim chính |
| 6××× | Hợp kim nhôm với magiê và silicon là nguyên tố hợp kim chính |
| 7××× | Hợp kim nhôm với kẽm là nguyên tố hợp kim chính |
| 8××× | Hợp kim nhôm với các nguyên tố khác làm nguyên tố hợp kim chính |
Theo sự khác biệt về công nghệ và phương pháp xử lý vật liệu, Việc phân loại loạt vật liệu hợp kim nhôm cho thân xe được thể hiện trong Hình 1. Các 4000 loạt hợp kim nhôm có hàm lượng silicon cao, điểm nóng chảy thấp, và tính lưu động tan chảy tốt. Nó chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô để sản xuất phụ gia hàn hợp kim nhôm, chẳng hạn như tấm hàn, que hàn, và dây hàn. Ngoài ra, loạt hợp kim này có khả năng chống mài mòn cao và chịu nhiệt độ cao, và còn được sử dụng để sản xuất piston và các bộ phận chịu nhiệt. Các 8000 loạt hợp kim nhôm chủ yếu là lá nhôm, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp pin.
5182 tấm nhôm cho ô tô
Đặc điểm ứng dụng của vỏ hợp kim nhôm ô tô
Ô tô là mặt hàng tiêu dùng lâu bền, và người tiêu dùng rất coi trọng độ bền và độ tin cậy của vật liệu linh kiện ô tô. Hợp kim nhôm, được sử dụng rộng rãi làm vật liệu nhẹ, không chỉ phải đáp ứng yêu cầu sản xuất công nghiệp hiệu quả cao, mà còn đảm bảo chất lượng đa dạng trong quá trình sử dụng ô tô đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Ví dụ: 5754, 5182 Và 5052 các loại hợp kim nhôm có đặc tính mật độ thấp, độ bền kéo cao, độ giãn dài cao, và độ bền mỏi tốt, và được sử dụng rộng rãi trong các tấm bên trong cơ thể; 6016, 6022, 6111, 6181 và các loại hợp kim nhôm khác có thể được xử lý nhiệt và tăng cường, có khả năng định dạng dập tốt, và không dễ bị các đường Luoping trên bề mặt hình thành. Chúng chủ yếu được sử dụng ở các tấm bên ngoài thân xe; 7003, 7075 và các loại hợp kim nhôm khác có độ bền cao hơn, chống mài mòn và độ dẻo dai, và chủ yếu được sử dụng trong dầm dọc phía trước và các bộ phận khác.
Trong số đó, cho các tấm thân (tấm cửa và tấm che động cơ), Ngoài sức mạnh và độ bền, cũng có những phần người tiêu dùng có thể nhìn thấy trực tiếp, vì vậy hiệu suất xử lý của họ, hiệu suất hình thành (người mẫu), và khả năng tương thích với lớp phủ cũng cần tập trung vào các khía cạnh sau.
- Khả năng định hình tốt. Tấm hợp kim nhôm chủ yếu được sử dụng làm tấm thân và bộ phận dập ô tô. Để cho phép các tấm có không gian hình thành cao hơn dưới các trạng thái ứng suất biến dạng dập phức tạp khác nhau, vật liệu phải có các đặc tính của tỷ lệ cường độ năng suất thấp, hiệu suất hình thành tốt, và giới hạn hình thành cao.
- Giữ bề mặt mịn màng. Tấm hợp kim nhôm nên có độ dẻo gấp mép tốt, bề mặt mịn sau khi hình thành, không có đường Luoping, và không có độ bóng không nhất quán sau khi dập thành phẩm được sơn.
- Hiệu suất bám dính kết cấu và hàn tốt. Để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của quá trình hàn các bộ phận, tấm hợp kim nhôm được yêu cầu phải có hiệu suất hàn tốt. Đồng thời, có nhiều kết nối kết dính cấu trúc giữa các bộ phận khác nhau, và các tấm còn được yêu cầu phải có khả năng bám dính tốt để đáp ứng được lớp phủ của các loại keo kết cấu khác nhau.
- Độ cứng nướng tốt. Tấm mềm hơn trước khi dập biến dạng và có khả năng định hình tốt hơn, nhưng sau khi các phần được đóng dấu được nướng, sức mạnh năng suất của thành phẩm được cải thiện đáng kể. Độ cứng khi nướng cao sẽ mang lại cho các bộ phận khả năng chống móp méo cao. Vì độ cứng của hợp kim nhôm khác biệt đáng kể so với thép, và quy trình nung sơn của các hãng ô tô truyền thống được thiết kế cho thép tấm, quá trình làm cứng tấm hợp kim nhôm phải tương thích với quá trình sơn tấm thép.
- Tính ổn định chống lão hóa nhất định. Sau khi tấm hợp kim nhôm rời khỏi nhà máy, chắc chắn sẽ phải trải qua giai đoạn bảo quản, vận chuyển trước khi đưa vào sản xuất tại nhà máy xe. Nếu độ ổn định chống lão hóa của tấm kém, hiệu suất dập sẽ xấu đi, nếp nhăn hoặc thậm chí nứt sẽ xảy ra, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt tấm ốp ngoài của ô tô.
Phương pháp thử và chỉ số đánh giá tấm hợp kim nhôm
Trong sản xuất ô tô, các yêu cầu ứng dụng công nghiệp của tấm thân xe được chuyển đổi thành các chỉ số kỹ thuật định tính hoặc định lượng, từ đó trở thành cơ sở để các nhà sản xuất ô tô đánh giá tấm hợp kim nhôm. Để tham khảo, vui lòng tham khảo sau đây.
1.1 Tính chất cơ học
Phương pháp thử: Tính chất cơ học của vật liệu thường được đánh giá bằng phương pháp thử kéo một trục. Kiểm tra độ bền kéo một trục là phương pháp kiểm tra phổ biến được sử dụng để đánh giá các tính chất cơ học và đặc tính dập của vật liệu tấm. Sức mạnh năng suất, sức căng, tổng độ giãn dài, mô đun đàn hồi E, Chỉ số độ cứng gia công và giá trị dị hướng của các chỉ số này trên bề mặt tấm có thể được đo bằng phép thử độ bền kéo. Đường cong ứng suất - biến dạng của quá trình biến dạng dẻo của vật liệu có thể được vẽ bằng phép thử kéo một trục, và mối quan hệ ứng suất-biến dạng của vật liệu có thể được nhìn thấy bằng trực giác.
1.2 Thành phần hóa học
Phương pháp thử: Máy quang phổ huỳnh quang tia X là phương pháp đo vật liệu nhanh và không phá hủy. Nguyên lý của nó là ống tia X tạo ra tia X tới (tia X sơ cấp) kích thích mẫu cần kiểm tra. Mỗi nguyên tố trong mẫu bị kích thích sẽ phát ra tia X thứ cấp (còn gọi là huỳnh quang tia X). Các tia X thứ cấp phát ra từ các nguyên tố khác nhau có đặc điểm năng lượng hoặc bước sóng cụ thể, và cũng liên quan đến hàm lượng của nguyên tố này trong mẫu. Hệ thống phát hiện đo năng lượng và số lượng hoặc bước sóng của các tia X thứ cấp phát ra này. Sau đó, phần mềm thiết bị chuyển đổi thông tin được hệ thống phát hiện thu thập thành loại và nội dung của các nguyên tố khác nhau trong mẫu. Các chỉ số đánh giá được thể hiện trong Bảng 2.
| yếu tố | Và | Fe | cu | mn | Mg | Cr | Zn | Của |
| Phần khối lượng/% | 0.3～1,5 | .30,35 | .10,18 | .20,20 | 0.40～0,80 | .20,20 | .250,25 | .10,15 |
1.3 Cấu trúc vi mô
Phương pháp thử: Quan sát cấu trúc kim loại chủ yếu đề cập đến phương pháp nghiên cứu cấu trúc kim loại và hợp kim bằng cách sử dụng kính hiển vi để phóng đại mẫu bằng cách 100 ĐẾN 1,500 lần. Đầu tiên, mẫu được lấy mẫu, khảm, đất, đánh bóng và ăn mòn, và sau đó hình thái cấu trúc kim loại được quan sát bằng kính hiển vi kim loại, sau đó cấu trúc kim loại quan sát được chụp ảnh và quan sát bằng hệ thống chụp của kính hiển vi kim loại. Chỉ số đánh giá: cấu trúc thống nhất, không có kết tủa thô, dải phân cách, vân vân. Kích thước hạt tinh thể: ít hơn 45 mm.
Ứng dụng của hợp kim nhôm cho ô tô
1.4 Độ nhám bề mặt
Phương pháp thử: Sử dụng phương pháp bút cảm ứng, một chiếc bút kim cương có bán kính cong đầu khoảng 2 μm được trượt từ từ dọc theo bề mặt đo. Sự dịch chuyển lên xuống của bút kim cương được chuyển đổi thành tín hiệu điện bằng cảm biến độ dài điện. Sau khi khuếch đại, lọc và tính toán, giá trị độ nhám bề mặt được biểu thị bằng dụng cụ hiển thị, và đường cong biên dạng của phần đo cũng có thể được ghi lại bằng máy ghi.
Chỉ số đánh giá: bề mặt nhẵn (trạng thái cán nguội) (Kết thúc nhà máy, MF): 0.1 μm<Ra<0,7 μm; Kết cấu phóng điện tử (Kết cấu phóng điện tử, EDT): 0.1 μm<Ra<1,5 μm.
1.5 Đặc tính mỏi
Phương pháp thử: Tham khảo “Phương pháp kiểm tra độ mỏi uốn mặt phẳng kim loại” (JIS Z 2275), liên tục tác dụng mômen uốn trực giao lên bề mặt tấm lên mẫu kim loại, nghiên cứu quá trình đứt gãy của tấm dưới tác dụng của tải trọng tuần hoàn, và từ đó đánh giá độ bền mỏi của vật liệu.
Chỉ số đánh giá: số chu kỳ 107, tỷ lệ sức chịu đựng ở trên 0.4.
1.6 Khả năng uốn cong
Phương pháp thử: Sử dụng JIS Z 2241 KHÔNG. 5 với bổ sung 10% biến dạng trước (50 mm giữa các điểm), bán kính uốn tương đối R/t 0,5, uốn cong 180°, và chủ yếu quan sát xem các vết nứt có xuất hiện trên bề mặt mẫu sau khi thử uốn hay không.
Chỉ số đánh giá: Không có vết nứt có hại trên bề mặt uốn. Đánh giá từ các mẫu giới hạn, như thể hiện trong hình 2, các hướng L/C/D đều đáp ứng yêu cầu.
1.7 Chất lượng bề mặt hình thành
Phương pháp thử: Tham khảo JIS H 4000 Mục 5.1, làm biến dạng mặt phẳng trước bằng cách 6% thông qua thử nghiệm xử lý xi lanh Φ100, mài xi lanh bằng giấy nhám, và xác nhận nó một cách trực quan. Chỉ số đánh giá: Chất lượng bề mặt sau khi hình thành, không có thành tích điểm nào được chấp nhận trong mẫu giới hạn, chẳng hạn như mô hình gợn sóng và mô hình vỏ cam được hiển thị trong Hình 3.
1.8 Đặc điểm BH
Tiêu chuẩn kiểm tra: Theo JIS Z 2241, căng thẳng trước 5% được duy trì ở nhiệt độ nướng là 170 oC cho 20 tối thiểu. Tiêu chí phán đoán: Năng suất ≥180 MPa, độ bền kéo ≥240 MPa, độ giãn dài ≥16% (mọi hướng đều có thể được thỏa mãn).
1.9 Kiểm tra lão hóa
Có thể xử lý nhiệt và tăng cường 6000 loạt hợp kim nhôm là vật liệu ốp ngoài thân xe ô tô nhẹ lý tưởng. Đặc điểm lớn nhất của nó là nó có thể được cung cấp ở trạng thái T4 được xử lý bằng dung dịch rắn với cường độ năng suất thấp và có khả năng biến dạng tạo hình dập tốt. Việc tăng cường lão hóa của nó có thể được thực hiện đồng thời với quá trình xử lý sơn cuối cùng, giúp cải thiện hơn nữa hiệu suất của vật liệu và có khả năng định dạng ban đầu và hiệu suất cuối cùng tốt. Nói chung, việc thiết lập chu trình mua đĩa thành 3 ĐẾN 6 tháng. Trong ứng dụng thực tế, vật liệu tấm nhôm cần được đặt trong một khoảng thời gian, và sau đó là tính chất cơ học, đặc tính làm cứng nướng, và các chỉ số độ uốn chính cần được kiểm tra và xác minh để xác nhận xem các đặc tính vật liệu có đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn hay không, và chu trình lão hóa này được sử dụng để hướng dẫn thiết lập thời gian chu kỳ mua tấm hợp kim nhôm.
Phần kết luận
Khi các nhà sản xuất ô tô giới thiệu tấm phủ hợp kim nhôm, họ cần tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu đặc tính vật liệu có hệ thống trên các tấm hợp kim nhôm, tập trung vào việc xác nhận các chỉ số như tính chất cơ học, vi cấu trúc, Thành phần hóa học, độ nhám bề mặt, đặc tính mỏi, tính chất uốn, chất lượng bề mặt hình thành, Thuộc tính BH, và lão hóa là cơ sở đánh giá quan trọng cho hiệu suất của tấm. Ngoài ra, các nhà sản xuất xe cũng cần xác minh hiệu suất hàn điểm của tấm, hiệu suất xử lý bề mặt, và sự phù hợp của các loại chất bịt kín cho cơ thể, và cuối cùng đánh giá toàn diện xem tấm hợp kim nhôm có đáp ứng yêu cầu sản xuất hàng loạt xe hay không.
