Den europeiska bilindustrin är känd för sin avancerade och mycket innovativa. Med främjande av energibesparande och utsläppsminskningspolicy, för att minska bränsleförbrukningen och koldioxidutsläppen, används förbättrade och innovativt utformade aluminiumlegeringar i stor utsträckning i bildesign. Enligt statistiken har den genomsnittliga mängden aluminium som används i personbilar under de senaste tio åren fördubblats, och viktminskningen av aluminiumlegeringar visas i figur 1 nedan. Baserat på innovativa designkoncept kommer denna trend att fortsätta under de närmaste åren.
I processen med lätt utveckling står aluminiumlegeringar inför hård konkurrens med andra nya material, såsom höghållfast stål, som fortfarande kan upprätthålla hög styrka efter tunnväggig design. Dessutom finns det magnesium, titan, glas- eller kolfiberkompositmaterial, vars senare redan används allmänt inom flyg- och rymd. Nu har begreppet multimaterialdesign integrerats i bildesign, och ansträngningar görs för att tillämpa lämpliga material på lämpliga delar. En mycket viktig utmaning är problemet med anslutning och ytbehandling, och olika lösningar har utvecklats, såsom motorblock och krafttågkomponenter, ramdesign (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), tunnplattstruktur (Honda NSX , Jaguar, Rover), Suspension (DC-E-klass, Renault, Peugeot) och andra strukturella komponenter design. Figur 2 visar komponenterna i aluminium som används i bilar.
BIW Design Strategy
Kroppen-i-vit är den tyngsta delen av en konventionell bil och står för 25% till 30% av fordonets vikt. Det finns två strukturella mönster i kropp-i-vit design.
1. ”Profilutrymmesdesign” för små och medelstora bilar: Audi A8 är ett typiskt exempel, kropp i vit väger 277 kg, består av 59 profiler (61 kg), 31 gjutningar (39 kg) och 170 plåt (177 kg). De förenas med nitande, MIG -svetsning, lasersvetsning, annan hybridsvetsning, limning, etc.
2. “Die-Forged Sheet Metal Monocoque Structure” för medelstora till stor kapacitetsapplikationer: till exempel Jaguar XJ (x350), 2002-modellen (som visas i figur 4 nedan), 295 kg massa "stämplad kroppsmonokockstruktur" Body-in-White bestod av 22 profiler (21 kg), 15 gjutningar (15 kg) och 273 plåtdelar (259 kg). Anslutningsmetoderna inkluderar bindning, nitning och MIG -svetsning.
Applicering av aluminiumlegering på kroppen
1. Åldershärdad Al-Mg-Si-legering
6000 -seriens legeringar innehåller magnesium och kisel och används för närvarande i bilkroppsark som A6016, A6111 och A6181A. I Europa har 1-1,2 mm EN-6016 utmärkt formbarhet och korrosionsmotstånd och används allmänt.
2. Icke-värmebehandlingsbar al-Mg-MN-legering
På grund av dess specifika hög belastningshärdning uppvisar al-Mg-MN-legeringar utmärkt formbarhet och hög styrka och används allmänt i fordonsvärmade och kallrullade lakan och hydroformade rör. Tillämpning i chassit eller hjul är ännu effektivare eftersom massreduktionen av otryckta rörliga delar dessutom förbättrar körkomforten och minskar ljudnivåerna.
3. Aluminiumprofil
I Europa föreslogs helt nya bilkoncept baserat på aluminiumprofildesign, till exempel aluminiumlegeringsramar och komplexa understrukturer. Deras stora potential för komplexa mönster och funktionell integration gör dem bäst lämpade för kostnadseffektiv serieproduktion. Eftersom kylning krävs under extrudering används medelstyrka 6000 och högstyrka 7000 åldershårdlegeringar. Formbarhet och ultimat styrka styrs genom åldershärdning genom efterföljande uppvärmning. Aluminiumlegeringsprofiler används huvudsakligen i ramdesign, kraschstrålar och andra kraschkomponenter.
4. Aluminiumgjutning
Gjutningar är de mest använda aluminiumkomponenterna i bilar, såsom motorblock, cylinderhuvuden och speciella chassikomponenter. Till och med dieselmotorer, som kraftigt har ökat sin marknadsandel i Europa, växlar till aluminiumgjutningar på grund av ökande krav på styrka och hållbarhet. Samtidigt används också aluminiumgjutningar i ramdesign, axeldelar och strukturella delar och högtrycksgjutning av nya alsimgmn-aluminiumlegeringar har uppnått högre styrka och duktilitet.
Aluminium är det material som valts för många fordonsapplikationer som chassi, kropp och många strukturella komponenter på grund av dess låga densitet, god formbarhet och god korrosionsmotstånd. Aluminium som används i kroppsstrukturdesign kan uppnå minst 30% viktminskning under förutsättningen för uppfyllande krav på prestanda. Aluminiumlegeringar kan också appliceras på de flesta delar av det aktuella locket. I vissa fall med krav med hög styrka kan 7000 -serie legeringar fortfarande upprätthålla kvalitetsfördelar. För applikationer med hög volym är därför lösningar för aluminiumlegeringsviktminskning den mest ekonomiska metoden.
Redigerad av May Jiang från Mat Aluminium
Posttid: dec-08-2023
