1 Zastosowanie stopów aluminium w przemyśle motoryzacyjnym
Obecnie ponad 12% do 15% światowego zużycia aluminium jest wykorzystywane przez przemysł motoryzacyjny, a niektóre kraje rozwinięte przekraczają 25%. W 2002 r. cały europejski przemysł motoryzacyjny zużywał ponad 1,5 miliona ton stopu aluminium rocznie. Około 250 000 ton metrycznych wykorzystano do produkcji nadwozi, 800 000 ton metrycznych do produkcji układów przeniesienia napędu samochodowego i dodatkowe 428 000 ton metrycznych do produkcji układów napędowych i zawieszenia pojazdów. Oczywiste jest, że przemysł motoryzacyjny stał się największym konsumentem materiałów aluminiowych.
2 Wymagania techniczne dla blach aluminiowych do tłoczenia
2.1 Wymagania dotyczące formowania i matrycowania blach aluminiowych
Proces formowania stopu aluminium jest podobny do procesu formowania zwykłych blach walcowanych na zimno, z możliwością zmniejszenia ilości odpadów i generowania złomu aluminiowego poprzez dodanie procesów. Istnieją jednak różnice w wymaganiach dotyczących matryc w porównaniu do blach walcowanych na zimno.
2.2 Długoterminowe przechowywanie blach aluminiowych
Po starzeniu się i hartowaniu, granica plastyczności blach aluminiowych wzrasta, zmniejszając ich obrabialność krawędziową. Podczas produkcji matryc, rozważ użycie materiałów, które spełniają wymagania górnej specyfikacji i przeprowadź potwierdzenie wykonalności przed produkcją.
Olej do rozciągania/olej antykorozyjny używany do produkcji jest podatny na ulatnianie się. Po otwarciu opakowania arkusza należy go natychmiast zużyć lub wyczyścić i naoliwić przed tłoczeniem.
Powierzchnia jest podatna na utlenianie i nie powinna być przechowywana na otwartej przestrzeni. Wymagane jest specjalne postępowanie (opakowanie).
3 Wymagania techniczne dla blach aluminiowych tłoczonych w procesie spawania
Główne procesy spawalnicze stosowane podczas montażu korpusów ze stopów aluminium obejmują spawanie oporowe, spawanie metodą CMT na zimno, spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych (TIG), nitowanie, dziurkowanie oraz szlifowanie/polerowanie.
3.1 Spawanie bez nitowania blach aluminiowych
Elementy z blachy aluminiowej bez nitowania są formowane przez zimne wytłaczanie dwóch lub więcej warstw blachy przy użyciu urządzeń ciśnieniowych i specjalnych form. Proces ten tworzy osadzone punkty połączeń o określonej wytrzymałości na rozciąganie i ścinanie. Grubość łączących blach może być taka sama lub różna, a także mogą mieć warstwy klejące lub inne warstwy pośrednie, przy czym materiały mogą być takie same lub różne. Ta metoda zapewnia dobre połączenia bez potrzeby stosowania pomocniczych łączników.
3.2 Zgrzewanie oporowe
Obecnie spawanie oporowe stopów aluminium wykorzystuje na ogół procesy spawania oporowego o średniej lub wysokiej częstotliwości. Ten proces spawania topi metal bazowy w zakresie średnicy elektrody spawalniczej w niezwykle krótkim czasie, tworząc jeziorko spawalnicze,
punkty spawania szybko się chłodzą, tworząc połączenia, przy minimalnym prawdopodobieństwie generowania pyłu aluminiowo-magnezowego. Większość wytwarzanych dymów spawalniczych składa się z cząstek tlenków z powierzchni metalu i zanieczyszczeń powierzchniowych. Podczas procesu spawania zapewniona jest lokalna wentylacja wyciągowa, aby szybko usunąć te cząstki do atmosfery, a osadzanie się pyłu aluminiowo-magnezowego jest minimalne.
3.3 Spawanie metodą CMT na zimno i spawanie metodą TIG
Te dwa procesy spawania, ze względu na ochronę gazem obojętnym, wytwarzają mniejsze cząstki metalu aluminium-magnez w wysokich temperaturach. Cząstki te mogą rozpryskiwać się w środowisku pracy pod wpływem łuku, stwarzając ryzyko wybuchu pyłu aluminium-magnez. Dlatego konieczne są środki ostrożności i środki zapobiegające wybuchowi pyłu i jego leczeniu.
4 Wymagania techniczne dla blach aluminiowych tłoczonych w procesie walcowania krawędzi
Różnica między walcowaniem krawędzi stopu aluminium a zwykłym walcowaniem krawędzi blachy walcowanej na zimno jest znacząca. Aluminium jest mniej ciągliwe niż stal, dlatego należy unikać nadmiernego nacisku podczas walcowania, a prędkość walcowania powinna być stosunkowo niska, zwykle 200-250 mm/s. Każdy kąt walcowania nie powinien przekraczać 30°, a należy unikać walcowania w kształcie litery V.
Wymagania temperaturowe dla walcowania stopów aluminium: Należy to robić w temperaturze pokojowej 20°C. Części pobrane bezpośrednio z chłodni nie powinny być natychmiast poddawane walcowaniu krawędzi.
5 form i cech walcowania krawędzi dla blach aluminiowych tłoczonych
5.1 Formy walcowania krawędzi dla blach aluminiowych tłoczonych
Konwencjonalne walcowanie składa się z trzech etapów: wstępnego walcowania wstępnego, wtórnego walcowania wstępnego i końcowego walcowania. Jest to zazwyczaj stosowane, gdy nie ma szczególnych wymagań wytrzymałościowych, a kąty kołnierza zewnętrznej płyty są normalne.
Walcowanie w stylu europejskim składa się z czterech etapów: wstępnego walcowania wstępnego, wtórnego walcowania wstępnego, końcowego walcowania i walcowania w stylu europejskim. Jest to typowo stosowane do walcowania długich krawędzi, takich jak przednie i tylne okładki. Walcowanie w stylu europejskim może być również stosowane w celu zmniejszenia lub wyeliminowania wad powierzchni.
5.2 Charakterystyka walcowania krawędzi dla blach aluminiowych tłoczonych
W przypadku urządzeń do walcowania elementów aluminiowych dolną formę i blok wkładany należy regularnie polerować i konserwować papierem ściernym o granulacji 800–1200#, aby mieć pewność, że na powierzchni nie znajdują się żadne resztki aluminium.
6 różnych przyczyn wad spowodowanych walcowaniem krawędzi aluminiowych arkuszy tłoczonych
W tabeli przedstawiono różne przyczyny powstawania wad powstających na skutek walcowania krawędzi elementów aluminiowych.
7 Wymagania techniczne dotyczące powlekania blach aluminiowych tłoczonych
7.1 Zasady i efekty pasywacji myciem wodnym blach aluminiowych do tłoczenia
Pasywacja myciem wodnym odnosi się do usuwania naturalnie utworzonej warstwy tlenkowej i plam oleju na powierzchni części aluminiowych oraz poprzez reakcję chemiczną między stopem aluminium a roztworem kwasu, tworząc gęstą warstwę tlenkową na powierzchni przedmiotu obrabianego. Warstwa tlenkowa, plamy oleju, spawanie i wiązanie klejowe na powierzchni części aluminiowych po tłoczeniu mają wpływ. Aby poprawić przyczepność klejów i spoin, stosuje się proces chemiczny w celu utrzymania długotrwałych połączeń klejowych i stabilności rezystancji na powierzchni, co pozwala uzyskać lepsze spawanie. Dlatego części wymagające spawania laserowego, spawania z zimnym przejściem metalu (CMT) i innych procesów spawania muszą zostać poddane pasywacji myciem wodnym.
7.2 Przebieg procesu pasywacji myciem wodnym blach aluminiowych do tłoczenia
Sprzęt do pasywacji myciem wodnym składa się z obszaru odtłuszczania, obszaru mycia wodą przemysłową, obszaru pasywacji, obszaru płukania czystą wodą, obszaru suszenia i układu wydechowego. Części aluminiowe, które mają zostać poddane obróbce, są umieszczane w koszu myjącym, mocowane i opuszczane do zbiornika. W zbiornikach zawierających różne rozpuszczalniki części są wielokrotnie płukane wszystkimi roztworami roboczymi w zbiorniku. Wszystkie zbiorniki są wyposażone w pompy cyrkulacyjne i dysze, aby zapewnić równomierne płukanie wszystkich części. Przepływ procesu pasywacji myciem wodnym jest następujący: odtłuszczanie 1 → odtłuszczanie 2 → mycie wodą 2 → mycie wodą 3 → pasywacja → mycie wodą 4 → mycie wodą 5 → mycie wodą 6 → suszenie. Odlewy aluminiowe mogą pominąć mycie wodą 2.
7.3 Proces suszenia w celu pasywacji wodą arkuszy tłoczonych z aluminium
Podniesienie temperatury elementu od temperatury pokojowej do 140°C zajmuje około 7 minut, a minimalny czas utwardzania klejów wynosi 20 minut.
Części aluminiowe są podnoszone od temperatury pokojowej do temperatury utrzymywania w ciągu około 10 minut, a czas utrzymywania dla aluminium wynosi około 20 minut. Po utrzymywaniu jest ono chłodzone od temperatury samoutrzymywania do 100°C przez około 7 minut. Po utrzymywaniu jest ono chłodzone do temperatury pokojowej. Dlatego cały proces suszenia części aluminiowych wynosi 37 minut.
8 Wnioski
Nowoczesne samochody zmierzają w kierunku lekkich, szybkich, bezpiecznych, wygodnych, tanich, niskoemisyjnych i energooszczędnych kierunków. Rozwój przemysłu motoryzacyjnego jest ściśle powiązany z efektywnością energetyczną, ochroną środowiska i bezpieczeństwem. Wraz ze wzrostem świadomości ochrony środowiska, materiały z blach aluminiowych mają niezrównane zalety pod względem kosztów, technologii produkcji, wydajności mechanicznej i zrównoważonego rozwoju w porównaniu z innymi lekkimi materiałami. Dlatego stop aluminium stanie się preferowanym lekkim materiałem w przemyśle motoryzacyjnym.
Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 18-kwi-2024
