1 Anvendelsen af aluminiumlegering i bilindustrien
I øjeblikket bruges mere end 12% til 15% af verdens aluminiumforbrug af bilindustrien, hvor nogle udviklede lande overstiger 25%. I 2002 forbrugte hele den europæiske bilindustri over 1,5 millioner tons aluminiumlegering om året. Cirka 250.000 tons blev brugt til karosserifremstilling, 800.000 tons til fremstilling af transmissionssystemer til biler og yderligere 428.000 tons til fremstilling af drivlinjer og affjedringssystemer til køretøjer. Det er tydeligt, at bilindustrien er blevet den største forbruger af aluminiummaterialer.
2 Tekniske krav til aluminiumsprægeplader i prægning
2.1 Krav til formning og matrices af aluminiumsplader
Formningsprocessen for aluminiumlegering ligner den for almindelige koldvalsede plader, med mulighed for at reducere spildmateriale og produktion af aluminiumsskrot ved at tilføje processer. Der er dog forskelle i formkravene sammenlignet med koldvalsede plader.
2.2 Langtidsopbevaring af aluminiumsplader
Efter ældningshærdning øges flydespændingen af aluminiumsplader, hvilket reducerer deres kantdannende bearbejdningsevne. Ved fremstilling af forme bør man overveje at bruge materialer, der opfylder de øvre specifikationskrav, og foretage en gennemførlighedsbekræftelse før produktion.
Den strækolie/rustforebyggende olie, der bruges til produktion, er tilbøjelig til at fordampe. Efter åbning af plademballagen skal den bruges med det samme eller rengøres og olieres inden prægning.
Overfladen er tilbøjelig til oxidation og bør ikke opbevares åbent. Særlig håndtering (emballage) er påkrævet.
3 Tekniske krav til aluminiumsprægeplader til svejsning
De vigtigste svejseprocesser under samling af aluminiumslegeringslegemer omfatter modstandssvejsning, CMT-koldovergangssvejsning, TIG-svejsning (wolfram-inertgas), nitning, stansning og slibning/polering.
3.1 Svejsning uden nitning af aluminiumsplader
Aluminiumspladekomponenter uden nitning dannes ved koldekstrudering af to eller flere lag metalplader ved hjælp af trykudstyr og specielle forme. Denne proces skaber indlejrede forbindelsespunkter med en vis træk- og forskydningsstyrke. Tykkelsen af forbindelsespladerne kan være den samme eller forskellig, og de kan have klæbelag eller andre mellemlag, hvor materialerne er de samme eller forskellige. Denne metode producerer gode forbindelser uden behov for hjælpeforbindelser.
3.2 Modstandssvejsning
I øjeblikket bruger modstandssvejsning af aluminiumslegeringer generelt modstandssvejsningsprocesser med mellemfrekvens eller højfrekvens. Denne svejseproces smelter basismetallet inden for svejseelektrodens diameterområde på ekstremt kort tid for at danne et smeltebad,
Svejsepunkterne afkøles hurtigt og danner forbindelser, med minimal risiko for dannelse af aluminium-magnesiumstøv. Det meste af den producerede svejserøg består af oxidpartikler fra metaloverfladen og overfladeurenheder. Der sørges for lokal udsugning under svejseprocessen for hurtigt at fjerne disse partikler til atmosfæren, og der er minimal aflejring af aluminium-magnesiumstøv.
3.3 CMT-koldovergangssvejsning og TIG-svejsning
Disse to svejseprocesser producerer, på grund af beskyttelsen af inert gas, mindre aluminium-magnesium metalpartikler ved høje temperaturer. Disse partikler kan sprøjte ind i arbejdsmiljøet under påvirkning af lysbuen og udgøre en risiko for aluminium-magnesium støveksplosion. Derfor er forholdsregler og foranstaltninger til forebyggelse og behandling af støveksplosioner nødvendige.
4 Tekniske krav til aluminiumsprægeplader i kantvalsning
Forskellen mellem kantvalsning af aluminiumlegering og almindelig koldvalset pladekantvalsning er betydelig. Aluminium er mindre duktilt end stål, så for højt tryk bør undgås under valsning, og valsehastigheden bør være relativt lav, typisk 200-250 mm/s. Hver valsevinkel bør ikke overstige 30°, og V-formet valsning bør undgås.
Temperaturkrav til valsning af aluminiumslegering: Det skal udføres ved stuetemperatur på 20 °C. Dele, der tages direkte fra kølelageret, bør ikke udsættes for kantvalsning med det samme.
5 former og karakteristika for kantvalsning til aluminiumsprægeplader
5.1 Former for kantvalsning til aluminiumsprægeplader
Konventionel valsning består af tre trin: indledende forvalsning, sekundær forvalsning og afsluttende valsning. Dette anvendes normalt, når der ikke er specifikke styrkekrav, og den ydre plades flangevinkler er normale.
Europæisk valsning består af fire trin: indledende forvalsning, sekundær forvalsning, afsluttende valsning og europæisk valsning. Dette bruges typisk til langkantsvalsning, såsom for- og bagdæksler. Europæisk valsning kan også bruges til at reducere eller eliminere overfladefejl.
5.2 Karakteristika for kantvalsning til aluminiumsprægeplader
For valseudstyr til aluminiumskomponenter skal bundformen og indsatsblokken poleres og vedligeholdes regelmæssigt med sandpapir med korrosionsgrad 800-1200 for at sikre, at der ikke er aluminiumsrester på overfladen.
6 forskellige årsager til defekter forårsaget af kantvalsning af aluminiumsprægeplader
Forskellige årsager til defekter forårsaget af kantrulning af aluminiumsdele er vist i tabellen.
7 tekniske krav til belægning af aluminiumsprægeplader
7.1 Principper og virkninger af vandvaskepassivering til aluminiumsprægeplader
Vandpassivering refererer til fjernelse af den naturligt dannede oxidfilm og oliepletter på overfladen af aluminiumsdele, og gennem en kemisk reaktion mellem aluminiumlegering og en sur opløsning skabes en tæt oxidfilm på emnets overflade. Oxidfilmen, oliepletter, svejsning og klæbende binding på overfladen af aluminiumsdele efter prægning har alle en indflydelse. For at forbedre vedhæftningen af klæbemidler og svejsninger anvendes en kemisk proces til at opretholde langvarige klæbeforbindelser og modstandsstabilitet på overfladen, hvilket opnår bedre svejsning. Derfor skal dele, der kræver lasersvejsning, koldmetalovergangssvejsning (CMT) og andre svejseprocesser, gennemgå vandpassivering.
7.2 Procesflow for vandvaskepassivering til aluminiumsprægeplader
Vandpassiveringsudstyret består af et affedtningsområde, et industrielt vandvaskeområde, et passiveringsområde, et rentvandsskylleområde, et tørreområde og et udstødningssystem. De aluminiumsdele, der skal behandles, placeres i en vaskekurv, fastgøres og sænkes ned i tanken. I tankene, der indeholder forskellige opløsningsmidler, skylles delene gentagne gange med alle arbejdsopløsninger i tanken. Alle tanke er udstyret med cirkulationspumper og dyser for at sikre ensartet skylning af alle dele. Vandpassiveringsprocesflowet er som følger: affedtning 1→affedtning 2→vandvask 2→vandvask 3→passivering→vandvask 4→vandvask 5→vandvask 6→tørring. Aluminiumstøbegods kan springe vandvask 2 over.
7.3 Tørreproces til vandvaskepassivering af aluminiumsprægeplader
Det tager cirka 7 minutter for emnets temperatur at stige fra stuetemperatur til 140 °C, og den minimale hærdningstid for klæbemidler er 20 minutter.
Aluminiumsdelene hæves fra stuetemperatur til holdetemperatur på cirka 10 minutter, og holdetiden for aluminium er cirka 20 minutter. Efter holdetiden afkøles det fra selvholdetemperaturen til 100 °C i cirka 7 minutter. Efter holdetiden afkøles det til stuetemperatur. Derfor er den samlede tørreproces for aluminiumsdele 37 minutter.
8 Konklusion
Moderne biler bevæger sig mod lette, hurtige, sikre, komfortable, billige, lave emissioner og energieffektive retninger. Udviklingen af bilindustrien er tæt forbundet med energieffektivitet, miljøbeskyttelse og sikkerhed. Med den stigende bevidsthed om miljøbeskyttelse har aluminiumspladematerialer uovertrufne fordele inden for omkostninger, fremstillingsteknologi, mekanisk ydeevne og bæredygtig udvikling sammenlignet med andre letvægtsmaterialer. Derfor vil aluminiumslegering blive det foretrukne letvægtsmateriale i bilindustrien.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminum
Opslagstidspunkt: 18. april 2024
