Вы можете спросить себя: «Что делает алюминий в автомобилях таким обычным?» или «Что в алюминии такого, что делает его таким прекрасным материалом для кузовов автомобилей?», не осознавая, что алюминий использовался в автомобилестроении с самого начала автомобилей. Еще в 1889 году алюминий производился в больших количествах и отливался, прокатывался и формовался в автомобилях.
Автопроизводители воспользовались возможностью работать с более легким в формовке материалом, чем сталь. В то время существовали только более чистые формы алюминия, которые характеризуются большей мягкостью и обладают большой формуемостью и превосходной коррозионной стойкостью, сохраняющейся с течением времени. Эти факторы побудили автопроизводителей отливать в песок и формировать обширные панели кузова, которые затем сваривались и полировались вручную.
К середине 20 века некоторые из самых уважаемых автопроизводителей применяли алюминий в автомобилях. К ним относятся Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes и Porsche.
Почему выбирают алюминий для автомобилей?
Автомобили — это сложные машины, состоящие примерно из 30 000 деталей. Кузова автомобилей, или скелет транспортного средства, являются самыми дорогими и критически важными для производства транспортных средств.
Они включают внешние панели, которые обеспечивают форму транспортного средства, и внутренние панели, которые действуют как арматура. Панели свариваются вместе со стойками и перилами. Кузов автомобиля затем включает передние и задние двери, балки двигателя, колесные арки, бамперы, капоты, пассажирские отсеки, переднюю часть, крышу и панели пола.
Структурная прочность является наиболее важным требованием к кузовам автомобилей. Однако кузова автомобилей также должны быть легкими, недорогими в производстве, устойчивыми к ржавчине и обладать привлекательными качествами, которые ищут потребители, например, превосходными характеристиками отделки поверхности.
Алюминий удовлетворяет ряду этих требований по нескольким причинам:
Универсальность
Естественно, алюминий — исключительно универсальный материал. Формуемость и коррозионная стойкость алюминия позволяют легко работать с ним и придавать ему форму.
Он также доступен в различных форматах, таких как алюминиевый лист, алюминиевый рулон, алюминиевая пластина, алюминиевая труба, алюминиевый швеллер, алюминиевая балка, алюминиевый пруток и алюминиевый уголок.
Универсальность позволяет использовать алюминий в качестве материала для целого ряда автомобильных применений, где могут потребоваться различные характеристики, будь то размер и форма, предел текучести, характер отделки или коррозионная стойкость.
Простота в работе
Качество и универсальность производительности могут быть улучшены с помощью различных процессов изготовления, таких как закалка при сушке, деформационное и дисперсионное упрочнение, волочение, отжиг, литье, формовка и экструзия. Улучшенные технологии сварки продолжают упрощать соединение алюминия и обеспечивать более безопасные результаты.
Легкий и прочный
Алюминий имеет высокое отношение прочности к весу, что означает, что он легкий и прочный. Автомобильные тенденции в алюминии сосредоточены на снижении веса транспортных средств, что является основной целью в отрасли для соответствия более строгим целевым показателям выбросов.
Исследование, проведенное Drive Aluminum, подтверждает, что алюминий в автомобилях снижает вес транспортного средства и увеличивает экономию топлива и дальность пробега электромобилей (EV). Поскольку потребительский спрос и экологические стимулы ведут к увеличению производства EV, можно ожидать, что алюминий в кузовах автомобилей продолжит расти как способ компенсировать вес аккумуляторов и снизить выбросы.
Легирующая способность
Тот факт, что алюминий можно легировать различными элементами для усиления таких качеств, как прочность, электропроводность и коррозионная стойкость, расширяет его применение в автомобилестроении.
Алюминий делится на серии сплавов, которые определяются их основными легирующими элементами. Серии алюминиевых сплавов 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx и 7xxx включают сплавы, которые используются в кузовах автомобилей.
Список марок алюминия для кузовов автомобилей
1100
Алюминий серии 1xxx — это самый чистый алюминий из имеющихся. При чистоте 99% алюминиевый лист 1100 чрезвычайно пластичен. Он также демонстрирует отличную коррозионную стойкость. Это был один из первых сплавов, используемых в транспортных средствах, и он продолжает использоваться и сегодня, в основном в теплоизоляторах.
2024
Алюминий серии 2xxx легирован медью. Сплав 2024 часто используется при изготовлении поршней, тормозных компонентов, роторов, цилиндров, колес и шестерен, поскольку он демонстрирует высокую прочность и отличную усталостную прочность.
3003, 3004, 3105
Марганцевая серия алюминия 3xxx обладает отличной формуемостью. Скорее всего, вы увидите 3003, 3004 и 3105.
3003 демонстрирует высокую прочность, хорошую формуемость, обрабатываемость и возможности вытяжки. Он часто используется для автомобильных трубопроводов, панелей, а также литья силовых деталей для гибридов и электромобилей.
3004 обладает многими характеристиками 3003 и может дополнительно использоваться для изготовления решеток капота и радиаторов.
3105 обладает превосходной коррозионной стойкостью, формуемостью и сварочными характеристиками. Он используется в листах кузова автомобиля, для использования в крыльях, дверях и панелях пола.
4032
Алюминий серии 4xxx легирован кремнием. Сталь 4032 будет использоваться для поршней, спиралей компрессора и компонентов двигателя, поскольку она демонстрирует отличную свариваемость и стойкость к истиранию.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Серия 5xxx — одна из самых популярных для алюминиевых кузовов автомобилей. Ее основным легирующим элементом является магний, известный своей способностью повышать прочность.
5005 присутствует в панелях кузова, топливных баках, рулевых колонках и трубопроводах.
5052 считается одним из самых обслуживаемых сплавов и в результате появляется во множестве автокомпонентов. Вы увидите его в топливных баках, прицепах грузовиков, пластинах подвески, дисплейных панелях, кронштейнах, дисковых и барабанных тормозах и многих других некритичных автодеталях.
5083 отлично подходит для сложных автомобильных компонентов, таких как основания двигателей и панели кузова.
5182 выступает в качестве структурной опоры для кузовов автомобилей. Все, от структурных кронштейнов до дверей, капотов и концевых пластин передних крыльев.
5251 можно увидеть в автомобильных панелях.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Алюминиевая серия 6xxx легирована магнием и кремнием, обладает одними из лучших характеристик экструзии и литья, а также демонстрирует идеальные характеристики отделки поверхности.
6016 и 6022 предназначены для покрытия кузова автомобиля, дверей, багажников, крыш, крыльев и наружных пластин, где ключевым фактором является устойчивость к вмятинам.
6061 демонстрирует выдающиеся характеристики обработки поверхности, коррозионную стойкость и высокую прочность. Он используется в поперечных балках, тормозах, колесах, карданных валах, кузовах грузовиков и автобусов, подушках безопасности и ресиверных баках.
6082 имеет одну из лучших ударопрочностей. Следовательно, он используется для несущих каркасов.
6181 используется в качестве внешней обшивки кузова.
7003, 7046
7xxx — самый мощный и прочный класс сплавов, в состав которого входят цинк и магний.
7003 — это экструзионный сплав, используемый в основном для сварных профилей при изготовлении ударных балок, слайдеров сидений, усилителей бамперов, рам мотоциклов и ободов.
7046 обладает способностью к полой экструзии и хорошими сварочными свойствами. Он применяется в тех же областях, что и 7003.
Будущее алюминия в автомобилях
У нас есть все основания полагать, что то, что автопроизводители подхватили в конце 1800-х годов, актуально и сегодня: алюминий — выдающийся выбор для транспортных средств! С момента его первого появления сплавы и усовершенствованные методы производства только увеличили использование алюминия в автомобилях. В сочетании с глобальной обеспокоенностью по поводу устойчивости и воздействия на окружающую среду, ожидается, что алюминий достигнет значительного диапазона и глубины воздействия в автомобильной промышленности.
Автор: Сара Монтихо
Источник:https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(В случае нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами. Удалено.)
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 22 мая 2023 г.
