Den europeiske bilindustrien er kjent for sin avanserte og svært innovative. Med fremme av energisparing og utslippsreduksjonspolitikk, for å redusere drivstofforbruk og karbondioksidutslipp, er forbedrede og innovativt utformede aluminiumslegeringer mye brukt i bildesign. I følge statistikk har den gjennomsnittlige mengden aluminium brukt i personbiler de siste ti årene doblet seg, og vektreduksjonen av aluminiumslegeringer er vist i figur 1 nedenfor. Basert på innovative designkonsepter vil denne trenden fortsette de neste årene.
I prosessen med lettvektsutvikling, møter aluminiumslegeringer hard konkurranse med andre nye materialer, som høyfast stål, som fortsatt kan opprettholde høy styrke etter tynnvegget design. I tillegg er det magnesium, titan, glass eller karbonfiber komposittmaterialer, hvorav sistnevnte allerede er mye brukt i romfart. Nå er konseptet med multimaterialdesign integrert i bildesign, og det jobbes med å bruke egnede materialer på passende deler. En svært viktig utfordring er problemet med kobling og overflatebehandling, og ulike løsninger er utviklet, som motorblokk og drivverkskomponenter, rammedesign (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), tynnplatestruktur (Honda NSX). , Jaguar, Rover), fjæring (DC-E klasse, Renault, Peugeot) og andre strukturelle komponenter design. Figur 2 viser komponentene av aluminium som brukes i biler.
BIW designstrategi
Karosseriet-i-hvitt er den tyngste delen av en konvensjonell bil, og står for 25 % til 30 % av kjøretøyets vekt. Det er to strukturelle design i body-in-white design.
1."Profil space frame design" for små og mellomstore biler: Audi A8 er et typisk eksempel, karosseri i hvitt veier 277 kg, består av 59 profiler (61 kg), 31 avstøpninger (39 kg) og 170 metallplater (177 kg). De er sammenføyd med nagling, MIG-sveising, lasersveising, annen hybridsveising, liming, etc.
2. "Montocoque-smidde metallplater" for bilapplikasjoner med middels til stor kapasitet: for eksempel, Jaguar XJ (X350), 2002-modell (som vist i figur 4 nedenfor), 295 kg masse "stemplet body monocoque structure" kropp-i-hvitt besto av 22 profiler (21 kg), 15 avstøpninger (15 kg) og 273 metalldeler (259 kg). Tilkoblingsmetodene inkluderer liming, nagling og MIG-sveising.
Påføring av aluminiumslegering på karosseri
1. Aldersherdet Al-Mg-Si-legering
6000-seriens legeringer inneholder magnesium og silisium og brukes for tiden i karosseriplater for biler som A6016, A6111 og A6181A. I Europa har 1-1,2 mm EN-6016 utmerket formbarhet og korrosjonsmotstand og er mye brukt.
2. Ikke-varmebehandlebar Al-Mg-Mn-legering
På grunn av sin spesifikke høye tøyningsherding, viser Al-Mg-Mn-legeringer utmerket formbarhet og høy styrke, og er mye brukt i varmvalsede og kaldvalsede biler og hydroformede rør. Påføring i chassiset eller hjulene er enda mer effektiv fordi massereduksjonen av ufjærede bevegelige deler i tillegg forbedrer kjørekomforten og reduserer støynivået.
3. Aluminiumsprofil
I Europa ble det foreslått helt nye bilkonsepter basert på aluminiumsprofildesign, for eksempel aluminiumslegeringsrammer og komplekse underkonstruksjoner. Deres store potensial for komplekse design og funksjonelle integrering gjør dem best egnet for kostnadseffektiv serieproduksjon. Fordi bråkjøling er nødvendig under ekstrudering, brukes middels styrke 6000 og høystyrke 7000 alder herdbare legeringer. Formbarhet og endelig styrke kontrolleres gjennom aldersherding ved påfølgende oppvarming. Aluminiumslegeringsprofiler brukes hovedsakelig i rammedesign, kollisjonsbjelker og andre kollisjonskomponenter.
4. Aluminiumsstøping
Støpegods er de mest brukte aluminiumskomponentene i biler, slik som motorblokker, sylinderhoder og spesielle chassiskomponenter. Selv dieselmotorer, som har økt sin markedsandel i Europa kraftig, går over til aluminiumsstøping på grunn av økende krav til styrke og holdbarhet. Samtidig brukes også aluminiumsstøpegods i rammedesign, akseldeler og konstruksjonsdeler, og høytrykksstøping av nye AlSiMgMn aluminiumslegeringer har oppnådd høyere styrke og duktilitet.
Aluminium er det foretrukne materialet for mange bilapplikasjoner som chassis, karosseri og mange strukturelle komponenter på grunn av dets lave tetthet, gode formbarhet og god korrosjonsbestandighet. Aluminium brukt i karosserikonstruksjon kan oppnå minst 30 % vektreduksjon under forutsetningen om å oppfylle ytelseskravene. Aluminiumslegeringer kan også brukes på de fleste deler av det nåværende dekselet. I noen tilfeller med høye styrkekrav kan legeringer i 7000-serien fortsatt opprettholde kvalitetsfordeler. Derfor er løsninger for vektreduksjon av aluminiumslegeringer den mest økonomiske metoden for bruk med stort volum.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: Des-08-2023
