Możesz zadać sobie pytanie: „Co sprawia, że aluminium w samochodach jest tak powszechne?” lub „Co jest takiego w aluminium, że jest tak świetnym materiałem na karoserie samochodowe?”, nie zdając sobie sprawy, że aluminium było używane w produkcji samochodów od początku ich istnienia. Już w 1889 roku aluminium było produkowane w dużych ilościach i odlewane, walcowane i formowane w samochodach.
Producenci samochodów wykorzystali okazję do pracy z materiałem łatwiejszym do formowania niż stal. W tamtym czasie istniały tylko czystsze formy aluminium, które są charakterystycznie bardziej miękkie i mają dużą podatność na formowanie oraz doskonałą odporność na korozję, która utrzymuje się przez długi czas. Te czynniki skłoniły producentów samochodów do odlewania piaskowego i formowania rozległych paneli nadwozia, które następnie były spawane i polerowane ręcznie.
W połowie XX wieku niektórzy z najbardziej cenionych producentów samochodów stosowali aluminium w samochodach. Należeli do nich Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes i Porsche.
Dlaczego warto wybrać aluminium w samochodach?
Samochody to skomplikowane maszyny składające się z około 30 000 części. Nadwozia samochodowe, czyli szkielet pojazdu, są najdroższe i najważniejsze w produkcji pojazdów.
Obejmują one zewnętrzne panele, które nadają kształt pojazdowi, oraz wewnętrzne panele, 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 dla nadwozi samochodowych jest solidność konstrukcji. Nadwozia samochodowe muszą być jednak lekkie, niedrogie w produkcji, odporne na rdzę i mieć atrakcyjne cechy, których poszukują konsumenci, takie jak doskonałe właściwości wykończenia powierzchni.
Aluminium spełnia te wymagania z kilku powodów:
Wszechstronność
Naturalnie aluminium jest wyjątkowo wszechstronnym materiałem. Formowalność i odporność na korozję aluminium sprawiają, że jest łatwe w obróbce i kształtowaniu.
Jest on również dostępny w różnych formatach, takich jak blacha aluminiowa, zwój aluminiowy, płyta aluminiowa, rura aluminiowa, rura aluminiowa, kanał aluminiowy, belka aluminiowa, pręt aluminiowy i kątownik aluminiowy.
Wszechstronność sprawia, że aluminium jest doskonałym materiałem do różnych zastosowań motoryzacyjnych, które mogą wymagać różnych właściwości, takich jak rozmiar i kształt, granica plastyczności, rodzaj wykończenia lub odporność na korozję.
Łatwość obsługi
Jakość wykonania i wszechstronność można zwiększyć poprzez różne procesy produkcyjne, takie jak utwardzanie przez wypalanie, utwardzanie przez obróbkę i wytrącanie, ciągnienie, wyżarzanie, odlewanie, formowanie i wytłaczanie. Ulepszone technologie spawania nadal ułatwiają łączenie aluminium, zapewniając bezpieczniejsze rezultaty.
Lekki i wytrzymały
Aluminium ma wysoki stosunek wytrzymałości do masy, co oznacza, że jest lekkie i trwałe. Trendy motoryzacyjne w aluminium skupiają się na redukcji masy pojazdów, co jest głównym celem branży, aby spełnić bardziej rygorystyczne cele dotyczące emisji.
Badania przeprowadzone przez Drive Aluminum potwierdzają, że aluminium w samochodach zmniejsza masę pojazdu i zwiększa oszczędność paliwa oraz zasięg pojazdów elektrycznych (EV). Ponieważ popyt konsumentów i zachęty środowiskowe prowadzą do zwiększonej produkcji EV, możemy się spodziewać, że aluminium w nadwoziach samochodów będzie nadal rosło jako sposób na zrównoważenie masy akumulatorów i obniżenie emisji.
Możliwość stopowania
Fakt, że aluminium można łączyć z różnymi pierwiastkami w celu zwiększenia jego właściwości, takich jak wytrzymałość, przewodność elektryczna i odporność na korozję, zwiększa jego zastosowanie w przemyśle samochodowym.
Aluminium jest podzielone na serie stopowe, które są określane na podstawie ich głównych pierwiastków stopowych. Serie stopów aluminium 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx i 7xxx obejmują stopy, które są stosowane w nadwoziach samochodowych.
Lista gatunków aluminium w karoseriach samochodowych
1100
Seria 1xxx aluminium jest najczystszym dostępnym aluminium. Przy czystości 99% blacha aluminiowa 1100 jest niezwykle ciągliwa. Wykazuje również doskonałą odporność na korozję. Był to jeden z pierwszych stopów stosowanych w pojazdach i jest nadal stosowany, głównie w izolatorach cieplnych.
2024
Seria aluminium 2xxx to stop z miedzią. Stop 2024 jest często stosowany w produkcji tłoków, elementów hamulcowych, wirników, cylindrów, kół i przekładni, ponieważ charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i doskonałą odpornością na zmęczenie.
3003, 3004, 3105
Seria aluminium manganowego 3xxx ma dużą formowalność. Najprawdopodobniej zobaczysz 3003, 3004 i 3105.
3003 wykazuje wysoką wytrzymałość, dobrą formowalność, obrabialność i możliwości ciągnienia. Jest często stosowany do rur samochodowych, paneli, a także odlewów silników hybrydowych i EV.
Materiał 3004 ma wiele cech wspólnych z materiałem 3003 i może być dodatkowo stosowany do paneli osłony chłodnicy i grzejników.
3105 ma doskonałą odporność na korozję, formowalność i właściwości spawalnicze. Występuje w blachach karoserii samochodowych, do stosowania w błotnikach, drzwiach i panelach podłogowych.
4032
Seria aluminium 4xxx jest stopem z krzemem. Stop 4032 będzie używany na tłoki, spirale sprężarek i elementy silników, ponieważ charakteryzuje się doskonałą spawalnością i odpornością na ścieranie.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Seria 5xxx jest jedną z najpopularniejszych serii aluminiowych nadwozi samochodowych. Jej głównym elementem stopowym jest magnez, znany ze zwiększania wytrzymałości.
Numer 5005 widoczny jest na panelach nadwozia, zbiornikach paliwa, płytach kierowniczych i orurowaniu.
5052 jest uważany za jeden z najbardziej użytecznych stopów i w rezultacie pojawia się w wielu częściach samochodowych. Zobaczysz go w zbiornikach paliwa, przyczepach ciężarówek, płytach zawieszenia, panelach wyświetlacza, wspornikach, hamulcach tarczowych i bębnowych 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 strukturalny filar nadwozi samochodowych. Wszystko od wsporników konstrukcyjnych, po drzwi, maski i płyty czołowe przedniego skrzydła.
Numer 5251 można zobaczyć na panelach samochodowych.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Seria aluminium 6xxx zawiera stop magnezu i krzemu, charakteryzuje się najlepszymi właściwościami wytłaczania i odlewania oraz idealnym wykończeniem powierzchni.
6016 i 6022 są przeznaczone do poszycia nadwozia, drzwi, bagażników, dachów, błotników i płyt zewnętrznych, gdzie odporność na wgniecenia jest kluczowa.
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 stosowany do konstrukcji nośnych.
6181 nadaje się jako zewnętrzne panele nadwozia.
7003, 7046
Stop 7xxx jest najmocniejszy i najbardziej wytrzymały, zawiera cynk i magnez.
7003 to stop do wytłaczania, używany głównie do kształtów spawanych przy produkcji belek uderzeniowych, suwaków siedzeń, wzmocnień zderzaków, ram motocyklowych i felg.
7046 ma właściwości wytłaczania wklęsłego i dobry charakter spawania. Występuje w podobnych zastosowaniach jak 7003.
Przyszłość aluminium w samochodach
Mamy wszelkie powody, by sądzić, że to, co producenci samochodów zauważyli pod koniec XIX wieku, jest nadal prawdą: aluminium jest doskonałym wyborem dla pojazdów! Od czasu jego wprowadzenia stopy i ulepszone techniki produkcji tylko zwiększyły wykorzystanie aluminium w samochodach. W połączeniu z globalną troską o zrównoważony rozwój i wpływ na środowisko, oczekuje się, że aluminium osiągnie znaczny zakres i głębokość wpływu w przemyśle motoryzacyjnym.
Autor: Sara Montijo
Źródło: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(W przypadku naruszenia prosimy o kontakt.)
Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 22-05-2023
