La indústria automobilística europea és famosa per la seva avançada i altament innovadora. Amb la promoció de les polítiques d’estalvi d’energia i reducció d’emissions, per tal de reduir el consum de combustible i les emissions de diòxid de carboni, els aliatges d’alumini millorats i dissenyats innovadorament s’utilitzen àmpliament en el disseny d’automòbils. Segons les estadístiques, en els darrers deu anys, la quantitat mitjana d’alumini utilitzada en cotxes de passatgers s’ha duplicat i la reducció de pes dels aliatges d’alumini es mostra a la figura 1 següent. A partir de conceptes innovadors de disseny, aquesta tendència continuarà en els propers anys.
En el procés de desenvolupament lleuger, els aliatges d’alumini s’enfronten a una competència ferotge amb altres nous materials, com l’acer d’alta resistència, que encara poden mantenir una gran resistència després d’un disseny de paret fina. A més, hi ha materials compostos de magnesi, titani, vidre o fibra de carboni, aquest últim dels quals ja s’utilitzen àmpliament en aeroespacial. Ara el concepte de disseny multimaterial s’ha integrat en el disseny d’automòbils i s’estan fent esforços per aplicar materials adequats a parts adequades. Un repte molt important és el problema de la connexió i el tractament de la superfície, i s’han desenvolupat diverses solucions, com ara el bloc de motor i els components del tren de potència, el disseny de fotogrames (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), estructura de plaques primes (Honda NSX , Jaguar, Rover), suspensió (classe DC-E, Renault, Peugeot) i altres components estructurals. La figura 2 mostra els components de l’alumini utilitzats en automòbils.
Estratègia de disseny de BIW
El cos en blanc és la part més pesada d’un cotxe convencional, que representa del 25% al 30% del pes del vehicle. Hi ha dos dissenys estructurals en el disseny del cos en blanc.
1. "Disseny de marc d'espai de perfil" per a cotxes petits i mitjans: Audi A8 és un exemple típic, el cos en blanc pesa 277 kg, consta de 59 perfils (61 kg), 31 foses (39 kg) i 170 xapa (177 kg). Se'ls uneix el reblat, la soldadura MIG, la soldadura per làser, altres soldadures híbrides, enganxades, etc.
2.: Per exemple, el model Jaguar XJ (x350), 2002 (com es mostra a la figura 4 a continuació), 295 kg de massa "Estructura monococa del cos estampada" Body-in-White constava de 22 perfils (21 kg), 15 foses (15 kg) i 273 parts de xapa (259 kg). Els mètodes de connexió inclouen l'enllaç, la rebliment i la soldadura MIG.
Aplicació d'aliatge d'alumini al cos
1. Alloy endurit per edat aliatge al-si
Els aliatges de la sèrie 6000 contenen magnesi i silici i actualment s’utilitzen en fulls de carrosseria d’automòbils com a A6016, A6111 i A6181A. A Europa, 1-1.2mm EN-6016 té una excel·lent formabilitat i resistència a la corrosió i s’utilitza àmpliament.
2. Aliatge Al-MG-Mn no escalfable
A causa del seu enduriment específic de tensió elevada, els aliatges Al-MG-MN presenten una excel·lent formabilitat i una gran resistència, i s'utilitzen àmpliament en les làmines automobilístiques i rodades en calent i els tubs hidroformats. L’aplicació al xassís o a les rodes és encara més eficaç perquè la reducció de masses de les parts mòbils no suporta també millora la comoditat de la conducció i redueix els nivells de soroll.
3. Perfil d'alumini
A Europa, es van proposar conceptes de cotxes completament nous a partir del disseny del perfil d'alumini, per exemple, marcs d'aliatge d'alumini i subestructures complexes. El seu gran potencial per a dissenys complexos i integració funcional els fa més adequats per a la producció de sèries rendibles. Com que es requereix un desplom durant l'extrusió, s'utilitzen una resistència mitjana 6000 i una gran resistència a 7.000 aliatges enduribles per edat. La formabilitat i la força final es controlen a través de l’enduriment de l’edat mitjançant un escalfament posterior. Els perfils d’aliatge d’alumini s’utilitzen principalment en disseny de fotogrames, bigues de xoc i altres components de caiguda.
4. Casting d'alumini
Les colades són els components d'alumini més utilitzats en automòbils, com ara blocs de motor, capçaleres de cilindres i components especials del xassís. Fins i tot els motors dièsel, que han augmentat molt la seva quota de mercat a Europa, es traslladen a les foses d’alumini a causa de les exigències creixents de força i durabilitat. Al mateix temps, també s’utilitzen foses d’alumini en disseny de marcs, parts d’eix i parts estructurals i la fosa d’alta pressió de nous aliatges d’alumini Alsimgmn ha aconseguit una resistència i una ductilitat més elevades.
L’alumini és el material d’elecció per a moltes aplicacions d’automòbils com el xassís, el cos i molts components estructurals per la seva baixa densitat, bona formabilitat i bona resistència a la corrosió. L’alumini utilitzat en el disseny de l’estructura corporal pot aconseguir una reducció de pes almenys un 30% sota la premissa de complir els requisits de rendiment. A més, es poden aplicar aliatges d'alumini a la majoria de les parts de la coberta actual. En alguns casos amb requisits d’alta resistència, 7.000 aliatges de sèries encara poden mantenir avantatges de qualitat. Per tant, per a aplicacions d’alt volum, les solucions de reducció de pes d’alumini d’alumini són el mètode més econòmic.
Editat per May Jiang de Mat Aluminum
Posada a l'hora: el 08 de desembre de 2013
