ალუმინის შენადნობის გამოყენების სტატუსი და განვითარების ტენდენცია ევროპულ ავტომობილებში

ევროპული საავტომობილო ინდუსტრია ცნობილია თავისი მოწინავე და უაღრესად ინოვაციური მიდგომით. ენერგიის დაზოგვისა და ემისიების შემცირების პოლიტიკის ხელშეწყობით, საწვავის მოხმარებისა და ნახშირორჟანგის ემისიების შესამცირებლად, გაუმჯობესებული და ინოვაციურად შექმნილი ალუმინის შენადნობები ფართოდ გამოიყენება ავტომობილების დიზაინში. სტატისტიკის თანახმად, ბოლო ათი წლის განმავლობაში, მსუბუქი ავტომობილებში გამოყენებული ალუმინის საშუალო რაოდენობა გაორმაგდა და ალუმინის შენადნობების წონის შემცირება ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ნახაზ 1-ში. ინოვაციური დიზაინის კონცეფციებზე დაყრდნობით, ეს ტენდენცია მომდევნო რამდენიმე წელიწადში გაგრძელდება.

მსუბუქი წონის შემუშავების პროცესში, ალუმინის შენადნობები მწვავე კონკურენციას უწევს სხვა ახალ მასალებს, როგორიცაა მაღალი სიმტკიცის ფოლადი, რომელსაც თხელკედლიანი დიზაინის შემდეგაც შეუძლია მაღალი სიმტკიცის შენარჩუნება. გარდა ამისა, არსებობს მაგნიუმის, ტიტანის, მინის ან ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალები, რომელთაგან ეს უკანასკნელი უკვე ფართოდ გამოიყენება აერონავტიკაში. ამჟამად, მრავალმასშტაბიანი დიზაინის კონცეფცია ინტეგრირებულია ავტომობილების დიზაინში და ძალისხმევა მიმართულია შესაფერისი მასალების შესაფერის ნაწილებზე გამოსაყენებლად. ძალიან მნიშვნელოვანი გამოწვევაა შეერთებისა და ზედაპირის დამუშავების პრობლემა და შემუშავებულია სხვადასხვა გადაწყვეტილებები, როგორიცაა ძრავის ბლოკისა და ძრავის კომპონენტები, ჩარჩოს დიზაინი (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), თხელფირფიტოვანი სტრუქტურა (Honda NSX, Jaguar, Rover), საკიდარი (DC-E კლასი, Renault, Peugeot) და სხვა სტრუქტურული კომპონენტების დიზაინი. სურათი 2 გვიჩვენებს ავტომობილებში გამოყენებულ ალუმინის კომპონენტებს.

BIW დიზაინის სტრატეგია

თეთრ ფერში გადაკრული კორპუსი ჩვეულებრივი ავტომობილის ყველაზე მძიმე ნაწილია, რომელიც ავტომობილის წონის 25%-დან 30%-მდე შეადგენს. თეთრ ფერში გადაკრულ კორპუსს ორი სტრუქტურული დიზაინი აქვს.

1. „პროფილის სივრცული ჩარჩოს დიზაინი“ მცირე და საშუალო ზომის ავტომობილებისთვისAudi A8 ტიპიური მაგალითია, თეთრი ფერის კორპუსის წონა 277 კგ-ია, შედგება 59 პროფილისგან (61 კგ), 31 ჩამოსხმისგან (39 კგ) და 170 ლითონის ფურცლისგან (177 კგ). ისინი ერთმანეთთან დაკავშირებულია მოქლონებით, MIG შედუღებით, ლაზერული შედუღებით, სხვა ჰიბრიდული შედუღებით, წებოთი და ა.შ.

2. „ჩარჩოებით ჭედური ლითონის ფურცლის მონოკოკური სტრუქტურა“ საშუალო და დიდი ტევადობის საავტომობილო გამოყენებისთვისმაგალითად, Jaguar XJ (X350), 2002 წლის მოდელი (როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ნახაზ 4-ში), 295 კგ მასით „შტამპიანი კორპუსის მონოკოკური სტრუქტურა“ თეთრი ფერის კორპუსი შედგებოდა 22 პროფილისგან (21 კგ), 15 ჩამოსხმული ნაწილისგან (15 კგ) და 273 ლითონის ფურცლის ნაწილისგან (259 კგ). შეერთების მეთოდები მოიცავს შეკვრას, მოქლონებით და MIG შედუღებას.

ალუმინის შენადნობის გამოყენება კორპუსზე

1. ასაკით გამაგრებული Al-Mg-Si შენადნობი

6000 სერიის შენადნობები შეიცავს მაგნიუმს და სილიციუმს და ამჟამად გამოიყენება ავტომობილის კორპუსის ფურცლებში A6016, A6111 და A6181A ფორმებით. ევროპაში 1-1.2 მმ EN-6016-ს აქვს შესანიშნავი ფორმირების უნარი და კოროზიისადმი მდგრადობა და ფართოდ გამოიყენება.

2. არათერმული დამუშავების უნარის არმქონე Al-Mg-Mn შენადნობი

მაღალი დეფორმაციისადმი სპეციფიკური გამკვრივების გამო, Al-Mg-Mn შენადნობები ავლენენ შესანიშნავ ფორმირების უნარს და მაღალ სიმტკიცეს და ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო ცხელ და ცივად ნაგლინ ფურცლებსა და ჰიდროფორმირებულ მილებში. შასის ან ბორბლების გამოყენება კიდევ უფრო ეფექტურია, რადგან დაუზამბარებელი მოძრავი ნაწილების მასის შემცირება დამატებით ზრდის მართვის კომფორტს და ამცირებს ხმაურის დონეს.

3. ალუმინის პროფილი

ევროპაში შემოთავაზებული იქნა სრულიად ახალი ავტომობილების კონცეფციები, რომლებიც დაფუძნებული იყო ალუმინის პროფილის დიზაინზე, მაგალითად, ალუმინის შენადნობის ჩარჩოებსა და კომპლექსურ ქვესტრუქტურებზე. კომპლექსური დიზაინისა და ფუნქციური ინტეგრაციის მათი დიდი პოტენციალი მათ ყველაზე შესაფერისს ხდის ეკონომიური სერიული წარმოებისთვის. რადგან ექსტრუზიის დროს საჭიროა გამაგრება, გამოიყენება საშუალო სიმტკიცის 6000 და მაღალი სიმტკიცის 7000 ასაკის შენადნობები. ფორმირების უნარი და საბოლოო სიმტკიცე კონტროლდება ასაკობრივი გამკვრივების გზით შემდგომი გაცხელებით. ალუმინის შენადნობის პროფილები ძირითადად გამოიყენება ჩარჩოს დიზაინში, ავარიული ძელებში და სხვა ავარიულ კომპონენტებში.

4. ალუმინის ჩამოსხმა

ჩამოსხმული მასალები ავტომობილებში ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ალუმინის კომპონენტებია, როგორიცაა ძრავის ბლოკები, ცილინდრის თავები და სპეციალური შასის კომპონენტები. დიზელის ძრავებიც კი, რომლებმაც მნიშვნელოვნად გაზარდეს თავიანთი საბაზრო წილი ევროპაში, სიმტკიცისა და გამძლეობის მზარდი მოთხოვნების გამო ალუმინის ჩამოსხმაზე გადადიან. ამავდროულად, ალუმინის ჩამოსხმული მასალები ასევე გამოიყენება ჩარჩოს დიზაინში, ლილვის ნაწილებსა და სტრუქტურულ ნაწილებში, ხოლო ახალი AlSiMgMn ალუმინის შენადნობების მაღალი წნევის ჩამოსხმამ მიაღწია უფრო მაღალ სიმტკიცეს და პლასტიურობას.

ალუმინი მრავალი საავტომობილო გამოყენებისთვის, როგორიცაა შასი, კორპუსი და მრავალი სტრუქტურული კომპონენტი, მისი დაბალი სიმკვრივის, კარგი ფორმირების უნარისა და კოროზიისადმი კარგი მდგრადობის გამო, არჩევანის მასალაა. კორპუსის კონსტრუქციის დიზაინში გამოყენებული ალუმინით შესაძლებელია წონის მინიმუმ 30%-ით შემცირება, შესრულების მოთხოვნების დაკმაყოფილების პირობით. ასევე, ალუმინის შენადნობების გამოყენება შესაძლებელია არსებული საფარის უმეტეს ნაწილზე. ზოგიერთ შემთხვევაში, მაღალი სიმტკიცის მოთხოვნების შემთხვევაში, 7000 სერიის შენადნობები მაინც ინარჩუნებენ ხარისხის უპირატესობებს. ამიტომ, დიდი მოცულობის გამოყენებისთვის, ალუმინის შენადნობის წონის შემცირების გადაწყვეტილებები ყველაზე ეკონომიური მეთოდია.

რედაქტირებულია მეი ჯიანგის მიერ MAT Aluminum-დან