Możesz zadać sobie pytanie: „Co sprawia, że aluminium w samochodach jest tak powszechne?” lub „Co takiego jest w aluminium, że jest tak doskonałym materiałem na karoserie samochodowe?” nie zdając sobie sprawy, że aluminium było wykorzystywane w produkcji samochodów od zarania dziejów samochodów. Już w 1889 roku zaczęto produkować masowo aluminium, które odlewano, walcowano i formowano w samochodach.
Producenci samochodów wykorzystali okazję do pracy z materiałem łatwiejszym do formowania niż stal. W tamtym czasie istniały tylko czystsze formy aluminium, które były charakterystycznie bardziej miękkie i posiadały dużą plastyczność oraz doskonałą odporność na korozję, która utrzymuje się w czasie. Czynniki te skłoniły producentów samochodów do odlewania w piasku i formowania rozległych paneli nadwozia, które następnie były ręcznie spawane i polerowane.
W połowie XX wieku niektórzy z najbardziej cenionych producentów samochodów zaczęli stosować aluminium w samochodach. Dotyczy to Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedesa i Porsche.
Dlaczego warto wybrać aluminium w samochodach?
Samochody to złożone maszyny składające się z około 30 000 części. Karoserie samochodowe, czyli szkielet pojazdu, są najdroższe i mają kluczowe znaczenie w produkcji pojazdów.
Należą do nich panele zewnętrzne, które nadają kształt pojazdowi, oraz panele wewnętrzne, które działają jako wzmocnienie. Panele są zespawane ze słupkami i poręczami. Nadwozia samochodów obejmują przednie i tylne drzwi, belki silnika, nadkola, zderzaki, maski, przedziały pasażerskie, panele przednie, dachowe i podłogowe.
Najważniejszym wymogiem stawianym nadwoziom samochodowym jest solidność konstrukcji. Jednakże nadwozia samochodowe muszą być również lekkie, niedrogie w produkcji, odporne na rdzę i posiadać atrakcyjne cechy, których oczekują konsumenci, takie jak doskonałe właściwości wykończenia powierzchni.
Aluminium spełnia zakres tych wymagań z kilku powodów:
Wszechstronność
Naturalnie aluminium jest materiałem wyjątkowo wszechstronnym. Odkształcalność i odporność na korozję aluminium ułatwiają obróbkę i kształtowanie.
Jest również dostępny w różnych formatach, takich jak blacha aluminiowa, cewka aluminiowa, płyta aluminiowa, rura aluminiowa, rura aluminiowa, kanał aluminiowy, belka aluminiowa, pręt aluminiowy i kątownik aluminiowy.
Wszechstronność sprawia, że aluminium jest materiałem wybieranym do szeregu zastosowań motoryzacyjnych, które mogą wymagać różnych właściwości, takich jak rozmiar i kształt, granica plastyczności, charakter wykończenia czy odporność na korozję.
Łatwość wykonania
Jakość wydajności i wszechstronność można poprawić poprzez różne procesy produkcyjne, takie jak hartowanie przez wypalanie, utwardzanie przez zgniot i wytrącanie, ciągnienie, wyżarzanie, odlewanie, formowanie i wytłaczanie. Udoskonalone technologie spawania w dalszym ciągu ułatwiają łączenie aluminium i zapewniają bezpieczniejsze rezultaty.
Lekki i trwały
Aluminium ma wysoki stosunek wytrzymałości do masy, co oznacza, że jest lekkie i trwałe. Trendy motoryzacyjne w zakresie aluminium skupiają się na zmniejszeniu masy pojazdów, co jest głównym celem w branży i ma na celu spełnienie bardziej rygorystycznych celów w zakresie emisji.
Badania przeprowadzone przez Drive Aluminium potwierdzają, że aluminium w samochodach zmniejsza masę pojazdu oraz zwiększa oszczędność paliwa i zasięg w pojazdach elektrycznych (EV). Ponieważ popyt konsumencki i zachęty środowiskowe prowadzą do zwiększonej produkcji pojazdów elektrycznych, możemy spodziewać się, że zawartość aluminium w nadwoziach samochodów będzie nadal rosnąć, aby zrekompensować wagę akumulatorów i obniżyć emisję gazów cieplarnianych.
Możliwość tworzenia stopów
Fakt, że aluminium można łączyć z szeregiem pierwiastków w celu wzmocnienia takich właściwości, jak wytrzymałość, przewodność elektryczna i odporność na korozję, zwiększa jego zastosowanie w produkcji samochodów.
Aluminium dzieli się na serie stopów, które są określone przez ich główne pierwiastki stopowe. Seria stopów aluminium 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx i 7xxx obejmuje stopy stosowane w nadwoziach samochodowych.
Lista gatunków aluminium w nadwoziach samochodowych
1100
Seria aluminium 1xxx to najczystsze dostępne aluminium. Przy czystości 99% blacha aluminiowa 1100 jest niezwykle plastyczna. Wykazuje również doskonałą odporność na korozję. Był to jeden z pierwszych stopów stosowanych w pojazdach i nadal jest stosowany, głównie w izolatorach cieplnych.
2024
Seria aluminium 2xxx jest stopowa z miedzią. 2024 jest często stosowany w produkcji tłoków, elementów hamulcowych, wirników, cylindrów, kół i przekładni, ponieważ wykazuje wysoką wytrzymałość i doskonałą odporność zmęczeniową.
3003, 3004, 3105
Seria aluminium manganowego 3xxx ma doskonałą odkształcalność. Najprawdopodobniej zobaczysz 3003, 3004 i 3105.
3003 wykazuje wysoką wytrzymałość, dobrą odkształcalność, urabialność i możliwości ciągnienia. Jest często stosowany do rurociągów samochodowych, paneli, a także odlewów mocy do pojazdów hybrydowych i pojazdów elektrycznych.
3004 ma wiele cech charakterystycznych dla 3003 i może być dodatkowo stosowany do paneli osłon chłodnicy i grzejników.
3105 ma doskonałą odporność na korozję, odkształcalność i właściwości spawalnicze. Pojawia się w arkuszach karoserii samochodów, do stosowania w błotnikach, drzwiach i panelach podłogowych.
4032
Seria aluminium 4xxx jest stopowana z krzemem. 4032 będzie stosowany na tłoki, spirale sprężarek i elementy silnika, ponieważ wykazuje doskonałą spawalność i odporność na ścieranie.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Seria 5xxx to jedna z najpopularniejszych karoserii aluminiowych. Jego głównym pierwiastkiem stopowym jest magnez, znany ze zwiększania wytrzymałości.
Numer 5005 pojawia się na panelach nadwozia, zbiornikach paliwa, tablicach kierowniczych i rurociągach.
Stop 5052 jest uważany za jeden z najbardziej przydatnych stopów i dzięki temu pojawia się w wielu komponentach samochodowych. Zobaczysz to w zbiornikach paliwa, przyczepach ciężarówek, płytach zawieszenia, panelach wystawowych, wspornikach, hamulcach tarcz i bębnów oraz wielu innych niekrytycznych częściach samochodowych.
5083 doskonale nadaje się do skomplikowanych elementów samochodowych, takich jak podstawy silników i panele nadwozia.
5182 pojawia się jako podstawa konstrukcyjna nadwozi samochodowych. Wszystko, od wsporników konstrukcyjnych po drzwi, maski i płyty końcowe przednich błotników.
5251 można zobaczyć w panelach samochodowych.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Seria aluminium 6xxx jest stopowa z magnezem i krzemem, oferuje jedne z najlepszych możliwości wytłaczania i odlewania oraz wykazuje idealny charakter wykończenia powierzchni.
6016 i 6022 są przeznaczone do pokrycia karoserii samochodów, drzwi, bagażników, dachów, błotników i płyt zewnętrznych, gdzie kluczowa jest odporność na wgniecenia.
6061 charakteryzuje się wyjątkowymi właściwościami wykończenia powierzchni, odpornością na korozję i wysoką wytrzymałością. Występuje w belkach poprzecznych, hamulcach, wałach napędowych kół, nadwoziach ciężarówek i autobusów, poduszkach powietrznych i zbiornikach odbiorczych.
6082 ma jedną z najlepszych odporności na uderzenia. W związku z tym jest używany do konstrukcji nośnych.
6181 sprawdza się jako zewnętrzne poszycie nadwozia.
7003, 7046
7xxx to najpotężniejsza i najwytrzymalsza klasa stopów, zawierająca cynk i magnez.
7003 to stop wytłaczany stosowany głównie do kształtowników spawanych przy wytwarzaniu belek udarowych, suwaków siedzeń, wzmocnień zderzaków, ram motocykli i felg.
7046 ma możliwości wytłaczania w środku i dobry charakter spawania. Pojawia się w aplikacjach podobnych do 7003.
Przyszłość aluminium w samochodach
Mamy podstawy wierzyć, że to, do czego doszli producenci samochodów pod koniec XIX wieku, jest nadal aktualne: aluminium to doskonały wybór w przypadku pojazdów! Od czasu jego pierwszego wprowadzenia stopy i ulepszone techniki wytwarzania jedynie zwiększyły wykorzystanie aluminium w samochodach. W połączeniu z globalną troską o zrównoważony rozwój i wpływ na środowisko oczekuje się, że aluminium osiągnie znaczny zasięg i głębokość wpływu w przemyśle motoryzacyjnym.
Autorka: Sara Montijo
Źródło: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(W przypadku naruszenia prosimy o kontakt. Usunięto.)
Pod redakcją May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 22 maja 2023 r
