A industria europea do automóbil é famosa pola súa avanzada e altamente innovadora. Coa promoción de políticas de aforro de enerxía e redución de emisións, co fin de reducir o consumo de combustible e as emisións de dióxido de carbono, as aliaxes de aluminio melloradas e innovadoras son moi utilizadas no deseño do automóbil. Segundo as estatísticas, nos últimos dez anos, a cantidade media de aluminio empregada nos coches de pasaxeiros duplicouse, e a redución de peso das aliaxes de aluminio móstrase na figura 1 a continuación. Con base en conceptos de deseño innovadores, esta tendencia continuará nos próximos anos.
No proceso de desenvolvemento lixeiro, as aliaxes de aluminio están enfrentando unha competencia feroz con outros novos materiais, como o aceiro de alta resistencia, que aínda pode manter unha alta resistencia despois dun deseño de paredes finas. Ademais, hai materiais compostos de magnesio, titanio, vidro ou fibra de carbono, os que xa están moi utilizados no aeroespacial. Agora o concepto de deseño multi-material integrouse no deseño do automóbil e estanse a facer esforzos para aplicar materiais adecuados a partes adecuadas. Un reto moi importante é o problema da conexión e do tratamento superficial, e desenvolvéronse diversas solucións, como o bloque de motor e os compoñentes do tren de enerxía, o deseño de cadros (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), estrutura de placas finas (Honda NSX , Jaguar, Rover), suspensión (clase DC-E, Renault, Peugeot) e outros compoñentes estruturais. A figura 2 mostra os compoñentes do aluminio empregados nos automóbiles.
Estratexia de deseño de BIW
O corpo en branco é a parte máis pesada dun coche convencional, representando do 25% ao 30% do peso do vehículo. Hai dous deseños estruturais no deseño do corpo en branco.
1. ”Deseño de cadros de espazo de perfil” para coches pequenos e medianos: Audi A8 é un exemplo típico, o corpo en branco pesa 277 kg, consta de 59 perfís (61 kg), 31 castings (39 kg) e 170 chapa (177 kg). A eles únense remaches, soldadura MIG, soldadura por láser, outra soldadura híbrida, pegamento, etc.
2. “Estrutura monococo de chapa forxada por morrer” para aplicacións de automóbiles de media a gran capacidade: Por exemplo, Jaguar XJ (x350), modelo 2002 (como se mostra na figura 4 a continuación), 295 kg de masa "Estrutura monocógica corporal estampada" o corpo en branco consistiu en 22 perfís (21 kg), 15 castings (15 kg) e 273 pezas de chapa (259 kg). Os métodos de conexión inclúen unión, remaches e soldadura MIG.
Aplicación da aleación de aluminio no corpo
1. Idade endurecida Al-Mg-Si Aleación
As aliaxes da serie 6000 conteñen magnesio e silicio e úsanse actualmente en follas de carrocería automotriz como A6016, A6111 e A6181a. En Europa, 1-1,2mm EN-6016 ten unha excelente formabilidade e resistencia á corrosión e é moi utilizada.
2. Aleación de al-Mg-Mn non tratable sen calor
Debido ao seu endurecemento específico de alta tensión, as aliaxes Al-MG-MN presentan unha excelente formación e alta resistencia e son amplamente utilizadas en follas de rollo en quente e en rollo en quente e tubos hidroformados. A aplicación no chasis ou nas rodas é aínda máis eficaz porque a redución de masas de pezas móbiles non aplicadas aumenta ademais o confort de condución e reduce os niveis de ruído.
3. Perfil de aluminio
En Europa, propuxéronse conceptos de coche completamente novos baseados no deseño do perfil de aluminio, por exemplo, marcos de aliaxe de aluminio e subestruturas complexas. O seu gran potencial para deseños complexos e integración funcional fan que sexan máis adecuados para a produción de series rendibles. Debido a que se necesita a extinción durante a extrusión, utilízanse a resistencia media 6000 e as aliaxes endurables de alta resistencia de 7.000 anos. A formabilidade e a forza final son controladas mediante o endurecemento da idade mediante o calefacción posterior. Os perfís de aliaxe de aluminio úsanse principalmente no deseño de cadros, vigas de choque e outros compoñentes de choque.
4. Casto de aluminio
As fundicións son os compoñentes de aluminio máis empregados en automóbiles, como bloques de motor, cabezas de cilindros e compoñentes especiais de chasis. Incluso os motores diésel, que aumentaron enormemente a súa cota de mercado en Europa, están cambiando a fundición de aluminio debido á crecente demandas de forza e durabilidade. Ao mesmo tempo, tamén se están a usar fundicións de aluminio no deseño de cadros, partes do eixo e pezas estruturais e o fundido de alta presión de novas aliaxes de aluminio Alsimgmn acadou unha maior resistencia e ductilidade.
O aluminio é o material escollido para moitas aplicacións automotivas como chasis, corpo e moitos compoñentes estruturais debido á súa baixa densidade, boa formabilidade e boa resistencia á corrosión. O aluminio usado no deseño da estrutura corporal pode alcanzar polo menos un 30% de redución de peso baixo a premisa de cumprir os requisitos de rendemento. Ademais, pódense aplicar aliaxes de aluminio á maioría das partes da tapa actual. Nalgúns casos con altos requisitos de resistencia, as aliaxes da serie 7000 aínda poden manter vantaxes de calidade. Polo tanto, para aplicacións de alto volume, as solucións de redución de peso de aliaxe de aluminio son o método máis económico.
Editado por maio Jiang de Mat Aluminum
Tempo de publicación: decembro de 08-2023
