1 Bruk av aluminiumslegering i bilindustrien
For tiden brukes mer enn 12 % til 15 % av verdens aluminiumsforbruk av bilindustrien, og noen utviklede land står for over 25 %. I 2002 forbrukte hele den europeiske bilindustrien over 1,5 millioner tonn aluminiumslegering i året. Omtrent 250 000 tonn ble brukt til karosseriproduksjon, 800 000 tonn til produksjon av girkassesystemer i biler, og ytterligere 428 000 tonn til produksjon av driv- og fjæringssystemer i kjøretøy. Det er tydelig at bilindustrien har blitt den største forbrukeren av aluminiumsmaterialer.
2 Tekniske krav til stemplingsark av aluminium i stempling
2.1 Krav til forming og dyse for aluminiumsplater
Formingsprosessen for aluminiumslegering ligner på den for vanlige kaldvalsede plater, med mulighet for å redusere avfallsmateriale og generering av aluminiumsskrap ved å legge til prosesser. Det er imidlertid forskjeller i formkravene sammenlignet med kaldvalsede plater.
2.2 Langtidslagring av aluminiumsplater
Etter aldringsherding øker flytegrensen til aluminiumsplater, noe som reduserer deres kantdannende bearbeidbarhet. Når du lager former, bør du vurdere å bruke materialer som oppfyller de øvre spesifikasjonskravene, og utfør en gjennomførbarhetsbekreftelse før produksjon.
Strekkoljen/rustforebyggende oljen som brukes i produksjonen er utsatt for fordampning. Etter åpning av arkeemballasjen bør den brukes umiddelbart eller rengjøres og oljes før stempling.
Overflaten er utsatt for oksidasjon og bør ikke lagres åpent. Spesiell håndtering (emballasje) er nødvendig.
3 tekniske krav til stemplingsark av aluminium i sveising
De viktigste sveiseprosessene under montering av aluminiumslegeringskropper inkluderer motstandssveising, CMT-kaldovergangssveising, TIG-sveising (wolfram-inertgass), nagling, stansing og sliping/polering.
3.1 Sveising uten nagling for aluminiumsplater
Aluminiumsplatekomponenter uten nagling formes ved kaldekstrudering av to eller flere lag med metallplater ved hjelp av trykkutstyr og spesielle former. Denne prosessen skaper innebygde forbindelsespunkter med en viss strekk- og skjærstyrke. Tykkelsen på forbindelsesplatene kan være den samme eller forskjellig, og de kan ha klebende lag eller andre mellomlag, med materialer som er de samme eller forskjellige. Denne metoden produserer gode forbindelser uten behov for hjelpekoblinger.
3.2 Motstandssveising
For tiden bruker motstandssveising av aluminiumslegeringer vanligvis motstandssveiseprosesser med mellomfrekvens eller høy frekvens. Denne sveiseprosessen smelter basismetallet innenfor diameterområdet til sveiseelektroden på ekstremt kort tid for å danne et sveisebad,
Sveisepunkter avkjøles raskt og danner forbindelser, med minimal mulighet for å generere aluminium-magnesiumstøv. Mesteparten av sveiserøyken som produseres består av oksidpartikler fra metalloverflaten og overflateurenheter. Lokal avtrekksventilasjon er tilgjengelig under sveiseprosessen for raskt å fjerne disse partiklene ut i atmosfæren, og det er minimal avsetning av aluminium-magnesiumstøv.
3.3 CMT-kaldovergangssveising og TIG-sveising
Disse to sveiseprosessene produserer, på grunn av beskyttelsen av inert gass, mindre aluminium-magnesiummetallpartikler ved høye temperaturer. Disse partiklene kan sprute inn i arbeidsmiljøet under påvirkning av lysbuen, noe som utgjør en risiko for aluminium-magnesiumstøveksplosjon. Derfor er forholdsregler og tiltak for forebygging og behandling av støveksplosjoner nødvendige.
4 tekniske krav til stemplingsark av aluminium i kantvalsing
Forskjellen mellom kantvalsing av aluminiumslegering og vanlig kaldvalset platekantvalsing er betydelig. Aluminium er mindre duktilt enn stål, så for høyt trykk bør unngås under valsing, og valsehastigheten bør være relativt lav, vanligvis 200–250 mm/s. Hver valsevinkel bør ikke overstige 30°, og V-formet valsing bør unngås.
Temperaturkrav for valsing av aluminiumslegering: Den bør utføres ved romtemperatur på 20 °C. Deler som tas direkte fra kjølelageret bør ikke utsettes for kantvalsing umiddelbart.
5 former og egenskaper ved kantvalsing for stemplingsark av aluminium
5.1 Former for kantvalsing for stemplingsark av aluminium
Konvensjonell valsing består av tre trinn: innledende forvalsing, sekundær forvalsing og sluttvalsing. Dette brukes vanligvis når det ikke er spesifikke styrkekrav og den ytre platenes flensvinkler er normale.
Europeisk valsing består av fire trinn: innledende forvalsing, sekundær forvalsing, sluttvalsing og europeisk valsing. Dette brukes vanligvis til langkantvalsing, for eksempel front- og bakdeksel. Europeisk valsing kan også brukes til å redusere eller eliminere overflatedefekter.
5.2 Kjennetegn ved kantvalsing for stemplingsark av aluminium
For valseutstyr for aluminiumskomponenter bør bunnformen og innsatsblokken poleres og vedlikeholdes regelmessig med sandpapir med kornstørrelse 800–1200 for å sikre at det ikke er noen aluminiumsrester på overflaten.
6 forskjellige årsaker til defekter forårsaket av kantvalsing av aluminiumstempelark
Tabellen viser diverse årsaker til defekter forårsaket av kantvalsing av aluminiumsdeler.
7 tekniske krav for belegg av stemplingsark av aluminium
7.1 Prinsipper og effekter av vannvaskpassivering for aluminiumsstanseplater
Vannpassivering refererer til fjerning av den naturlig dannede oksidfilmen og oljeflekkene på overflaten av aluminiumsdeler, og gjennom en kjemisk reaksjon mellom aluminiumslegering og en sur løsning, skapes en tett oksidfilm på arbeidsstykkets overflate. Oksidfilmen, oljeflekkene, sveising og limbinding på overflaten av aluminiumsdeler etter stempling har alle en innvirkning. For å forbedre vedheftingen av lim og sveiser brukes en kjemisk prosess for å opprettholde langvarige limforbindelser og motstandsstabilitet på overflaten, noe som oppnår bedre sveising. Derfor må deler som krever lasersveising, kaldmetallovergangssveising (CMT) og andre sveiseprosesser gjennomgå vannpassivering.
7.2 Prosessflyt for vannvaskpassivering for aluminiumsstanseplater
Vannpassiveringsutstyret består av et avfettingsområde, et industrielt vannvaskingsområde, et passiveringsområde, et rentvannsskylleområde, et tørkeområde og et eksosanlegg. Aluminiumsdelene som skal behandles plasseres i en vaskekurv, festes og senkes ned i tanken. I tankene som inneholder forskjellige løsemidler, skylles delene gjentatte ganger med alle arbeidsløsningene i tanken. Alle tankene er utstyrt med sirkulasjonspumper og dyser for å sikre jevn skylling av alle deler. Vannpassiveringsprosessen er som følger: avfetting 1→avfetting 2→vannvask 2→vannvask 3→passivering→vannvask 4→vannvask 5→vannvask 6→tørking. Aluminiumstøpegods kan hoppe over vannvask 2.
7.3 Tørkeprosess for vannvaskpassivering av aluminiumsstanseark
Det tar omtrent 7 minutter før deltemperaturen stiger fra romtemperatur til 140 °C, og minimum herdetid for lim er 20 minutter.
Aluminiumsdelene heves fra romtemperatur til holdetemperatur på omtrent 10 minutter, og holdetiden for aluminium er omtrent 20 minutter. Etter holding avkjøles det fra selvholdetemperatur til 100 °C i omtrent 7 minutter. Etter holding avkjøles det til romtemperatur. Derfor er hele tørkeprosessen for aluminiumsdeler 37 minutter.
8 Konklusjon
Moderne biler beveger seg mot lette, høyhastighets, trygge, komfortable, rimelige, lave utslipp og energieffektive retninger. Utviklingen av bilindustrien er nært knyttet til energieffektivitet, miljøvern og sikkerhet. Med den økende bevisstheten om miljøvern har aluminiumsplatematerialer enestående fordeler når det gjelder kostnader, produksjonsteknologi, mekanisk ytelse og bærekraftig utvikling sammenlignet med andre lette materialer. Derfor vil aluminiumslegering bli det foretrukne lette materialet i bilindustrien.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminum
Publisert: 18. april 2024
