Możesz zadać sobie pytanie: „Co sprawia, że aluminium jest tak powszechne w samochodach?” lub „Co w aluminium sprawia, że jest tak doskonałym materiałem na nadwozia samochodowe?”, nie zdając sobie sprawy, że aluminium jest wykorzystywane w produkcji samochodów od samego początku. Już w 1889 roku aluminium było produkowane masowo, odlewane, walcowane i formowane w samochodach.
Producenci samochodów wykorzystali okazję do pracy z materiałem łatwiejszym w formowaniu niż stal. W tamtym czasie dostępne były tylko czystsze odmiany aluminium, charakteryzujące się większą miękkością, doskonałą formowalnością i doskonałą odpornością na korozję, która utrzymuje się przez długi czas. Te czynniki skłoniły producentów samochodów do odlewania piaskowego i formowania rozległych paneli nadwozia, które następnie były ręcznie spawane i polerowane.
W połowie XX wieku niektórzy z najbardziej cenionych producentów samochodów stosowali aluminium w swoich samochodach. Należeli do nich Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes i Porsche.
Dlaczego warto wybrać aluminium w samochodzie?
Samochody to złożone maszyny składające się z około 30 000 części. Nadwozie, czyli szkielet pojazdu, jest najdroższym i najważniejszym elementem w produkcji pojazdów.
Obejmują one panele zewnętrzne, które nadają pojazdowi kształt, oraz panele wewnętrzne, które pełnią funkcję wzmacniającą. Panele są zespawane ze słupkami i relingami. Nadwozie obejmuje również przednie i tylne drzwi, belki nad silnikiem, nadkola, zderzaki, maski, przedział pasażerski oraz panele przednie, dachowe i podłogowe.
Solidność konstrukcji jest najważniejszym wymogiem stawianym nadwoziom samochodowym. Nadwozia muszą być jednak również lekkie, niedrogie w produkcji, odporne na rdzę i charakteryzować się atrakcyjnymi cechami, których poszukują konsumenci, takimi jak doskonałe wykończenie powierzchni.
Aluminium spełnia te wymagania z kilku powodów:
Wszechstronność
Aluminium jest naturalnie wyjątkowo wszechstronnym materiałem. Jego podatność na formowanie i odporność na korozję sprawiają, że jest łatwy w obróbce i kształtowaniu.
Dostępny jest również w różnych formatach, takich jak arkusz aluminiowy, 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, na przykład pod względem rozmiaru i kształtu, granicy plastyczności, wykończenia lub odporności na korozję.
Łatwość obsługi
Jakość i wszechstronność wykonania można poprawić poprzez różne procesy produkcyjne, takie jak utwardzanie wypalaniem, utwardzanie przez zgniot i wydzieleniowe, ciągnienie, wyżarzanie, odlewanie, formowanie i wytłaczanie. Udoskonalone technologie spawania stale ułatwiają łączenie aluminium, zapewniając jednocześnie bezpieczniejsze rezultaty.
Lekki i wytrzymały
Aluminium charakteryzuje się wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy, co oznacza, że jest lekkie i trwałe. Trendy motoryzacyjne w zakresie aluminium koncentrują się na redukcji masy pojazdów, co jest głównym celem branży, mającym na celu spełnienie bardziej rygorystycznych norm emisji spalin.
Badania przeprowadzone przez Drive Aluminum potwierdzają, że aluminium w samochodach zmniejsza masę pojazdu oraz zwiększa oszczędność paliwa i zasięg pojazdów elektrycznych (EV). Ponieważ popyt konsumentów i zachęty ekologiczne prowadzą do wzrostu produkcji pojazdów elektrycznych, możemy oczekiwać, że aluminium w nadwoziach będzie nadal rosło, aby zrównoważyć masę akumulatorów i obniżyć emisję spalin.
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 dzieli się na serie stopowe, które są określane na podstawie ich głównych składników stopowych. Serie stopów aluminium 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx i 7xxx obejmują stopy stosowane w nadwoziach samochodowych.
Lista gatunków aluminium w nadwoziach samochodowych
1100
Aluminium serii 1xxx to najczystsze dostępne 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 nadal jest stosowany, głównie w izolatorach cieplnych.
2024
Seria aluminium 2xxx to stop z miedzią. 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 3xxx aluminium manganowego charakteryzuje się doskonałą odkształcalnością. Najczęściej spotykane są gatunki 3003, 3004 i 3105.
Stal 3003 charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, dobrą formowalnością, podatnością na obróbkę i ciągliwość. Jest często wykorzystywana do produkcji rur i paneli samochodowych, a także odlewów do silników hybrydowych i elektrycznych.
3004 ma wiele cech wspólnych z 3003 i może być dodatkowo stosowany do paneli osłony chłodnicy i grzejników.
Stal 3105 charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję, formowalnością i spawalnością. Występuje w blachach karoseryjnych, błotnikach, drzwiach i panelach podłogowych.
4032
Seria 4xxx aluminium jest stopem z krzemem. Stop 4032 będzie używany do tłoków, spiral sprężarek i elementów silników, ponieważ charakteryzuje się doskonałą spawalnością i odpornością na ścieranie.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Seria 5xxx to jedna z najpopularniejszych serii aluminiowych nadwozi samochodowych. Jej głównym składnikiem stopowym jest magnez, znany ze swoich właściwości zwiększających wytrzymałość.
Numer 5005 widoczny jest na panelach nadwozia, zbiornikach paliwa, płytach kierowniczych i orurowaniu.
Stop 5052 jest uważany za jeden z najbardziej użytecznych stopów i dlatego występuje w wielu częściach samochodowych. Można go znaleźć w zbiornikach paliwa, przyczepach ciężarówek, płytach zawieszenia, panelach wyświetlaczy, wspornikach, hamulcach tarczowych i bębnowych oraz wielu innych mniej istotnych częściach samochodowych.
5083 doskonale nadaje się do produkcji skomplikowanych elementów samochodowych, np. podstaw silników i paneli nadwozia.
5182 pojawia się jako element konstrukcyjny karoserii samochodowych. Od wsporników konstrukcyjnych, przez drzwi i maski, po płyty czołowe przedniego błotnika.
5251 można zobaczyć w panelach samochodowych.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Seria aluminium 6xxx to stop magnezu i krzemu, który charakteryzuje się najlepszymi właściwościami wytłaczania i odlewania oraz idealnym wykończeniem powierzchni.
6016 i 6022 przeznaczone są do poszycia nadwozia, drzwi, bagażników, dachów, błotników i płyt zewnętrznych, w przypadkach, gdy kluczowa jest odporność na wgniecenia.
6061 charakteryzuje się doskonałymi właściwościami wykończenia powierzchni, odpornością na korozję i wysoką wytrzymałością. Występuje w belkach poprzecznych, hamulcach, kołach, wałach napędowych, nadwoziach ciężarówek i autobusów, poduszkach powietrznych oraz zbiornikach paliwa.
6082 charakteryzuje się jedną z najwyższych 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 charakteryzuje się możliwością wytłaczania wgłębnego i dobrą spawalnością. 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 aktualne: aluminium to doskonały wybór dla pojazdów! Od momentu jego wprowadzenia, stopy i ulepszone techniki produkcji jedynie zwiększyły wykorzystanie aluminium w samochodach. W połączeniu z globalną troską o zrównoważony rozwój i wpływ na środowisko, oczekuje się, że aluminium będzie miało znaczący i głęboki wpływ na przemysł motoryzacyjny.
Autor: Sara Montijo
Źródło: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(W przypadku naruszenia prosimy o kontakt.)
Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminum
Czas publikacji: 22 maja 2023 r.
