Pentru o mașină, cel mai important avantaj al aliajelor de aluminiu asupra oțelurilor este densitatea lor scăzută sau, după cum se spune adesea, gravitatea lor specifică.
Mașina: aluminiu în loc de oțel
Densitatea aliajelor de aluminiu este în medie de 2,7 grame pe centimetru cubi, comparativ cu 7,87 pentru oțeluri. Astfel, densitatea aliajelor de aluminiu este de aproximativ 35% din densitatea oțelurilor.
Cu toate acestea, modulul de elasticitate al oțelurilor de aluminiu este de numai 70 GPa, comparativ cu 207 GPa pentru oțeluri. Aceasta înseamnă că, pentru aceeași rigiditate pentru îndoire, grinda de aluminiu trebuie să fie cu 43,5% mai groasă decât fascicolul de oțel. Faptul că rigiditatea elementului structural - profilul grindă sau foaia - din orice material este direct proporțională cu produsul dintre modulul de elasticitate al materialului în momentul de inerție al secțiunii transversale (E · I) a acestui element. Ca urmare, scăderea în greutate, care pot fi obținute din utilizarea aluminiului în comparație cu oțelul nu ar fi proporțională cu diferența de densitate a celor două materiale. În general, înlocuirea unui fascicul de oțel cu un fascicul de aluminiu are ca rezultat o reducere a greutății de aproximativ 50% (a se vedea detaliile de aici).
Atât aliajele de turnătorie cât și cele deformabile din aluminiu sunt utilizate pe scară largă în automobile. Aliajele de aluminiu uzate sunt folosite în principal pentru componentele motoarelor, transmisiilor și suspensiilor, în timp ce aliajele deformabile sub formă de foi și profile presate sunt utilizate pe scară largă în structura caroseriei. Unele modele de mașini, de exemplu Audi A8 și Audi A2, au un corp complet din aluminiu.
Aliaje de aluminiu turnate
Aliaje de aluminiu turnate. care sunt utilizate în mașină, sunt în principal aliaje din seria 300 (Al-Si-Cu sau Al-Si-Mg), cum ar fi:
- aliajul 319 pentru galeria de admisie, capul cilindrului și carcasa transmisiei;
- aliaj 383 pentru blocul de cilindri;
- aliajul 356 pentru capul cilindrului și
- aliaj A356 pentru jante de roată și pentru pârghii de suspensie.
Principalul element de aliere în aceste aliaje este siliciul, care le oferă proprietăți bune de turnare, inclusiv fluiditate ridicată. Aceste aliaje sunt turnate utilizând un număr de metode convenționale de turnare de turnare din nisip și turnare în forme de oțel separabile pentru tehnicile de turnare mai complexe, cum ar fi turnarea și turnarea de investiții. În cazul în care un aluminiu de turnare cerințe ridicate privind etanșeitate și numărul de defecte de turnare, utilizarea unor tehnici de turnare, cum ar fi turnarea în vid la presiune înaltă sau turnare într-o stare semi-lichidă.
În plus față de aliajele turnate din aluminiu din seria 3xx, unele aliaje din seria 2xx (Al-Cu) sunt de asemenea utilizate în automobile. Acestea includ aliajele 201, 204 și 206, din care sunt turnate părți ale șasiului, suspensie și unele componente ale motorului. Aliajele din aliaje de aluminiu din ambele serii - atât 2xx cât și 3xx - sunt aliaje termoizolante.
Tabelul 2 - Compoziția chimică a aliajelor de aluminiu turnate
Aliaje de aluminiu deformabile
Aliaje de aluminiu pentru schimbătoare de căldură
Aliajele de aluminiu, cum ar fi 1200 și 3005, sunt utilizate în schimbătoarele de căldură, care includ un radiator, tuburi de vaporizator și aripioare. Avantajele utilizării aluminiului în astfel de produse nu este numai faptul că aluminiul este conductivitate termică foarte mare, dar, de asemenea, prin aceea că acesta este raportul semnificativ mai mare de rezistență / densitate decât aliajele pe bază de cupru, care sunt materiale tradiționale pentru fabricarea de schimbătoare de căldură.
Tabelul 1 - Compoziția chimică a aliajelor de aluminiu pentru schimbătoarele de căldură
Foi de aliaje de aluminiu
aliaje de aluminiu Sheet, care sunt utilizate pentru panourile caroseriei sunt 5xxx nagartovyvaemye aliajelor din seria (Al-Mg), cum ar fi aliajele 5182, 5454 și 5754, precum și un solidificabil termic aliaje seria 6xxx (Al-Mg-Si), cum ar fi, 6009 , 6061 și 6111.
Tabelul 2 - Compoziția chimică a aliajelor din tablă de aluminiu
Aliajele din seria 5xxx nu sunt întărite termic, adică practic imposibil de întărit prin tratament termic. Plăcile din aceste aliaje sunt furnizate în stare "O" și se întăresc prin deformare atunci când se execută operațiunea de ștanțare a pieselor de tablă de la acestea.
Foi de aliaje 6xxx sunt livrate cu starea T4, adică în stare după răcire și îmbătrânire naturală. Apoi au o stare întărită de T6 datorită îmbătrânirii artificiale, care apare atunci când este încălzită în cuptorul de întărire a vopselei în timpul operației de vopsire.
Aliajele din seria 5xxx pot fi turnate ușor prin deformarea plastică. Cu toate acestea, în timpul formării pieselor de tablă din aceste aliaje, urme de deformare plastică prin întindere (benzi Lüder) pot apărea pe suprafețele lor. Prin urmare, aceste aliaje nu sunt utilizate pentru panouri exterioare, ci sunt utilizate pentru panouri interioare și părți ale cadrului corpului. Fișă tehnică seria 6xxx aliaje nu sunt sensibile la benzile de Luder și astfel încât acestea sunt folosite pentru panourile interioare si exterioare si elementele componente ale ramei corpului.
Aliaje de aluminiu pentru profile
Aliaje pentru profile din aluminiu - aliaje de extrudare din aluminiu. care sunt utilizate în construcția de autoturisme, sunt:
- aliajele din seria 6xxx (Al-Mg-Si) 6005, 6061, 6063 și 6082;
- aliaje ale seriei 7xxx (Al-Zn-Mg): 7004, 7116, 7029 și 7129.
Profilele acestor aliaje de aluminiu sunt folosite pentru fabricarea diferitelor elemente ale cadrului caroserie, câștigul aripii față, cadrul de montare a motorului, cadrul scaunului, grindă spoiler, piese de direcție.
Tabelul 3 - Compoziția chimică a aliajelor de aluminiu pentru profile
Aliaje de aluminiu, ambele serii - 6xxx și 7xxx - sunt durificare termic prin încălzire pentru călire (tratament soluție), urmat fie îmbătrânire naturală sau artificială. 7xxx serie aliaje sunt mai dificil de compresie decât aliajele din seria 6xxx, mai ales în cazul unor profile tubulare complexe. Ele sunt aliaje din seria 7xxx - în plus, ele sunt mai puțin rezistente la coroziune și sunt mai puțin sudate.
Corp: Aluminiu și oțel
Părți ale cadrului caroseriei, cum ar fi elementele de acoperiș portante, necesită ștanțări multiple și sudare atunci când sunt fabricate din oțel. Dacă se folosește aluminiu, se poate utiliza numai un singur profil din aluminiu extrudat dintr-o singură bucată, care este supus unui tratament special, de exemplu hidroformare. Utilizarea unui singur profil presat în loc de profilul ștanțat și sudat face posibilă reducerea numărului de echipamente necesare și a costului lucrărilor de asamblare.
Ștanțarea aluminiului în comparație cu oțelul
În general, capacitatea aliajelor de aluminiu la deformarea plastică - turnarea din plastic - reprezintă aproximativ două treimi din această capacitate în oțel. Datorită capacității de turnare inferioară, panourile complexe din caroserie din aluminiu pot necesita mai multe operațiuni de ștanțare sau asamblarea mai multor părți ștanțate.
În plus, datorită modului mai scăzut de elasticitate a aluminiului, piesele de aluminiu prezintă o randament elastic mai mare după operația de formare, de exemplu, îndoire. Prin urmare, piesele din aluminiu ștanțate sunt mai greu de împins: ele nu repetă exact forma ștampilei, cum ar fi piesele din oțel. În plus, aliajele de aluminiu au o tendință mai mare de a forma zgârieturi și semne de scule decât oțelul și, prin urmare, necesită o mai bună lubrifiere și o curățare mai mare a suprafeței instrumentului de matriță.
Caracteristici de sudare din aluminiu
Cu toate că aliajele de aluminiu pot fi sudate prin sudură cu rezistență la fața locului, cum ar fi oțelul, există unele diferențe în ceea ce privește utilizarea aluminiului. La sudarea aluminiului, este necesar să se utilizeze un curent mai mare datorită rezistenței electrice scăzute și conductivității termice ridicate. Curentul de sudare pentru aliajele de aluminiu este de 15-30 kilograme comparativ cu 8-10 kilometri pentru oțel.
Aceasta înseamnă că pentru sudarea mașinilor de sudura cu sudare din aluminiu sunt necesare mărimi mari, precum și un consum crescut de energie electrică.
Metodele de sudare prin fuziune, cum ar fi sudarea MIG, pot fi aplicate de asemenea pe aliaje de aluminiu. Cu toate acestea, datorită conductivității termice ridicate, acestea necesită un consum de energie crescut pentru sudură.
Alte metode de îmbinare a materialelor utilizate pentru piese din aliaj de aluminiu sunt:
- auto-perforate nituri,
- PEM,
- adezivi și
- combinarea sudării de contact cu lipirea adezivă.
- ← Înapoi Caroserie din aluminiu Audi A8: modelul D3
- Fereastra de aluminiu: transfer de căldură Următorul →
Trimiteți această înregistrare
Articole similare
-
Instrucțiunea Deltamine, compoziția chimică, regimurile de aplicare, analogii
-
O mașină care poate fi cultivată ca plantă, surse alternative de energie
Trimiteți-le prietenilor: