Den europæiske bilindustri er berømt for sin avancerede og yderst innovative. Med fremme af energibesparelser og emissionsreduktionspolitikker, for at reducere brændstofforbrug og kuldioxidemissioner, er forbedrede og innovativt designede aluminiumslegeringer i vid udstrækning brugt i bildesign. Ifølge statistikker er den gennemsnitlige mængde aluminium brugt i personbiler i de seneste ti år fordoblet, og vægtreduktionen af aluminiumslegeringer er vist i figur 1 nedenfor. Baseret på innovative designkoncepter vil denne trend fortsætte i de næste par år.
I processen med letvægtsudvikling står aluminiumslegeringer over for hård konkurrence med andre nye materialer, såsom højstyrkestål, som stadig kan opretholde høj styrke efter tyndvægget design. Derudover er der magnesium, titanium, glas eller kulfiber kompositmaterialer, hvoraf sidstnævnte allerede er meget udbredt i rumfart. Nu er konceptet med multimaterialedesign blevet integreret i bildesign, og der gøres en indsats for at anvende passende materialer til passende dele. En meget vigtig udfordring er problemet med forbindelse og overfladebehandling, og der er udviklet forskellige løsninger, såsom motorblok- og drivlinjekomponenter, rammedesign (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), tyndpladestruktur (Honda NSX) , Jaguar, Rover), affjedring (DC-E klasse, Renault, Peugeot) og andre strukturelle komponenter design. Figur 2 viser komponenterne af aluminium, der anvendes i biler.
BIW Design Strategi
Karrosseriet i hvid er den tungeste del af en konventionel bil, der tegner sig for 25 % til 30 % af køretøjets vægt. Der er to strukturelle designs i body-in-white design.
1”Profil space frame design” til små og mellemstore biler: Audi A8 er et typisk eksempel, karrosseri i hvid vejer 277 kg, består af 59 profiler (61 kg), 31 støbegods (39 kg) og 170 plader (177 kg). De sammenføjes ved nitning, MIG-svejsning, lasersvejsning, anden hybridsvejsning, limning mv.
2. "Smedet metalplade monocoque-struktur" til bilapplikationer med middel til stor kapacitet: for eksempel, Jaguar XJ (X350), 2002-model (som vist i figur 4 nedenfor), 295 kg masse "stemplet body monocoque structure" krop-i-hvid bestod af 22 profiler (21 kg), 15 støbninger (15 kg) og 273 metalpladedele (259 kg). Tilslutningsmetoderne omfatter limning, nitning og MIG-svejsning.
Påføring af aluminiumslegering på krop
1. Aldershærdet Al-Mg-Si-legering
6000-seriens legeringer indeholder magnesium og silicium og bruges i øjeblikket i karosseriplader til biler som A6016, A6111 og A6181A. I Europa har 1-1,2 mm EN-6016 fremragende formbarhed og korrosionsbestandighed og er meget udbredt.
2. Al-Mg-Mn-legering, der ikke kan behandles med varme
På grund af dens specifikke høje tøjningshærdning udviser Al-Mg-Mn-legeringer fremragende formbarhed og høj styrke og er meget udbredt i automotive varmvalsede og koldvalsede plader og hydroformede rør. Anvendelsen i chassiset eller hjulene er endnu mere effektiv, fordi massereduktionen af uaffjedrede bevægelige dele yderligere forbedrer kørekomforten og reducerer støjniveauet.
3. Aluminiumsprofil
I Europa blev der foreslået helt nye bilkoncepter baseret på aluminiumsprofildesign, for eksempel aluminiumslegeringsrammer og komplekse underkonstruktioner. Deres store potentiale for komplekse designs og funktionelle integration gør dem bedst egnede til omkostningseffektiv serieproduktion. Fordi bratkøling er påkrævet under ekstrudering, anvendes mellemstyrke 6000 og højstyrke 7000 aldershærdelige legeringer. Formbarhed og ultimativ styrke styres gennem ældningshærdning ved efterfølgende opvarmning. Aluminiumslegeringsprofiler bruges hovedsageligt i rammedesign, kollisionsbjælker og andre kollisionskomponenter.
4. Aluminiumsstøbning
Støbegods er de mest udbredte aluminiumskomponenter i biler, såsom motorblokke, topstykker og specielle chassiskomponenter. Selv dieselmotorer, som i høj grad har øget deres markedsandel i Europa, skifter til aluminiumsstøbninger på grund af stigende krav til styrke og holdbarhed. Samtidig bruges aluminiumsstøbegods også i rammedesign, akseldele og konstruktionsdele, og højtryksstøbning af nye AlSiMgMn aluminiumslegeringer har opnået højere styrke og duktilitet.
Aluminium er det foretrukne materiale til mange bilapplikationer såsom chassis, karrosseri og mange strukturelle komponenter på grund af dets lave densitet, gode formbarhed og gode korrosionsbestandighed. Aluminium, der bruges i design af karrosseristrukturer, kan opnå mindst 30 % vægtreduktion under forudsætning af at opfylde ydeevnekravene. Også aluminiumslegeringer kan anvendes på de fleste dele af det nuværende dæksel. I nogle tilfælde med høje styrkekrav kan 7000-seriens legeringer stadig bevare kvalitetsfordele. Derfor er vægtreduktionsløsninger af aluminiumslegeringer den mest økonomiske metode til anvendelser i store mængder.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminium
Posttid: Dec-08-2023
