1 Použitie hliníkových zliatin v automobilovom priemysle
V súčasnosti automobilový priemysel využíva viac ako 12 % až 15 % svetovej spotreby hliníka, pričom niektoré rozvinuté krajiny prekračujú 25 %. V roku 2002 spotreboval celý európsky automobilový priemysel viac ako 1,5 milióna ton hliníkovej zliatiny ročne. Približne 250 000 ton sa použilo na výrobu karosérií, 800 000 ton na výrobu automobilových prevodových systémov a ďalších 428 000 ton na výrobu pohonov a zavesenia kolies vozidiel. Je zrejmé, že automobilový priemysel sa stal najväčším spotrebiteľom hliníkových materiálov.
2 Technické požiadavky na hliníkové lisovacie plechy pri lisovaní
2.1 Požiadavky na tvarovanie a formovanie hliníkových plechov
Proces tvárnenia hliníkových zliatin je podobný procesu bežných plechov valcovaných za studena s možnosťou zníženia odpadového materiálu a tvorby hliníkového šrotu pridaním procesov. Existujú však rozdiely v požiadavkách na formu v porovnaní s plechmi valcovanými za studena.
2.2 Dlhodobé skladovanie hliníkových plechov
Po vytvrdnutí starnutím sa medza klzu hliníkových plechov zvyšuje, čo znižuje ich spracovateľnosť pri tvarovaní hrán. Pri výrobe foriem zvážte použitie materiálov, ktoré spĺňajú horné požiadavky špecifikácií, a pred výrobou vykonajte overenie uskutočniteľnosti.
Napínací olej/olej proti hrdzi používaný na výrobu je náchylný na prchanie. Po otvorení balenia plechu by sa mal ihneď použiť alebo pred razením vyčistiť a naolejovať.
Povrch je náchylný na oxidáciu a nemal by sa skladovať na otvorenom priestranstve. Vyžaduje sa špeciálne zaobchádzanie (balenie).
3 Technické požiadavky na hliníkové lisovacie plechy pri zváraní
Medzi hlavné zváracie procesy počas montáže telies z hliníkových zliatin patrí odporové zváranie, zváranie za studena CMT, zváranie volfrámovým inertným plynom (TIG), nitovanie, dierovanie a brúsenie/leštenie.
3.1 Zváranie hliníkových plechov bez nitovania
Hliníkové plechové komponenty bez nitovania sa tvarujú extrúziou za studena z dvoch alebo viacerých vrstiev kovových plechov pomocou tlakového zariadenia a špeciálnych foriem. Tento proces vytvára zapustené spojovacie body s určitou pevnosťou v ťahu a šmyku. Hrúbka spojovacích plechov môže byť rovnaká alebo rôzna a môžu mať vrstvy lepidla alebo iné medzivrstvy, pričom materiály sú rovnaké alebo rôzne. Táto metóda vytvára dobré spoje bez potreby pomocných spojok.
3.2 Odporové zváranie
V súčasnosti sa pri odporovom zváraní hliníkových zliatin vo všeobecnosti používajú procesy strednofrekvenčného alebo vysokofrekvenčného odporového zvárania. Tento proces zvárania roztaví základný kov v rozsahu priemeru zváracej elektródy v extrémne krátkom čase a vytvorí sa zvarový kúpeľ.
Zvarové miesta sa rýchlo ochladzujú a vytvárajú spoje s minimálnou možnosťou tvorby hliníkovo-horčíkového prachu. Väčšina produkovaných zváracích výparov pozostáva z oxidových častíc z povrchu kovu a povrchových nečistôt. Počas procesu zvárania je zabezpečené lokálne odsávanie, aby sa tieto častice rýchlo odstránili do atmosféry, a dochádza k minimálnemu usadzovaniu hliníkovo-horčíkového prachu.
3.3 Zváranie za studena CMT a zváranie TIG
Tieto dva zváracie procesy vďaka ochrane inertného plynu produkujú pri vysokých teplotách menšie kovové častice hliníka a horčíka. Tieto častice sa môžu pod pôsobením oblúka dostať do pracovného prostredia, čo predstavuje riziko výbuchu prachu hliníka a horčíka. Preto sú potrebné preventívne opatrenia na prevenciu a ošetrenie proti výbuchu prachu.
4 Technické požiadavky na hliníkové lisovacie plechy pri valcovaní hrán
Rozdiel medzi valcovaním hrán z hliníkovej zliatiny a bežným valcovaním hrán za studena je významný. Hliník je menej tvárny ako oceľ, preto by sa počas valcovania malo zabrániť nadmernému tlaku a rýchlosť valcovania by mala byť relatívne pomalá, zvyčajne 200 – 250 mm/s. Žiadny uhol valcovania by nemal presiahnuť 30° a malo by sa vyhnúť valcovaniu do tvaru V.
Teplotné požiadavky na valcovanie hliníkových zliatin: Malo by sa vykonávať pri izbovej teplote 20 °C. Súčiastky odobraté priamo z chladného skladu by sa nemali ihneď podrobiť valcovaniu hrán.
5 foriem a charakteristík valcovania hrán pre hliníkové lisovacie plechy
5.1 Formy valcovania hrán pre hliníkové lisovacie plechy
Konvenčné valcovanie pozostáva z troch krokov: počiatočné predvalcovanie, sekundárne predvalcovanie a konečné valcovanie. Toto sa zvyčajne používa, keď neexistujú žiadne špecifické požiadavky na pevnosť a uhly vonkajších prírub plechu sú normálne.
Valcovanie európskym spôsobom pozostáva zo štyroch krokov: počiatočné predvalcovanie, sekundárne predvalcovanie, konečné valcovanie a valcovanie európskym spôsobom. Toto sa zvyčajne používa na valcovanie dlhých hrán, ako sú predné a zadné kryty. Valcovanie európskym spôsobom sa môže použiť aj na zníženie alebo odstránenie povrchových chýb.
5.2 Charakteristiky valcovania hrán pre hliníkové lisovacie plechy
V prípade zariadení na valcovanie hliníkových komponentov by sa spodná forma a vložený blok mali pravidelne leštiť a udržiavať brúsnym papierom so zrnitosťou 800 – 1200, aby sa na povrchu nezostali žiadne hliníkové zvyšky.
6 rôznych príčin defektov spôsobených valcovaním hrán hliníkových lisovacích plechov
Rôzne príčiny defektov spôsobených valcovaním hrán hliníkových dielov sú uvedené v tabuľke.
7 technických požiadaviek na povlakovanie hliníkových lisovacích plechov
7.1 Princípy a účinky pasivácie vodným omývaním pre hliníkové lisovacie plechy
Pasivácia vodou sa vzťahuje na odstránenie prirodzene vytvoreného oxidového filmu a olejových škvŕn na povrchu hliníkových dielov a prostredníctvom chemickej reakcie medzi hliníkovou zliatinou a kyslým roztokom, čím sa na povrchu obrobku vytvorí hustý oxidový film. Oxidový film, olejové škvrny, zváranie a lepenie na povrchu hliníkových dielov po lisovaní majú svoj vplyv. Na zlepšenie priľnavosti lepidiel a zvarov sa používa chemický proces na udržanie dlhotrvajúcich lepených spojov a odolnosti na povrchu, čím sa dosiahne lepšie zváranie. Preto diely vyžadujúce laserové zváranie, zváranie za studena (CMT) a iné zváracie procesy musia podstúpiť pasiváciu vodou.
7.2 Postup pasivácie hliníkových lisovacích plechov vodou
Zariadenie na pasiváciu vodou pozostáva z odmasťovacej zóny, zóny priemyselného umývania vodou, pasivačnej zóny, zóny oplachovania čistou vodou, sušiacej zóny a odsávacieho systému. Ošetrované hliníkové diely sa umiestnia do umývacieho koša, upevnia a spustia do nádrže. V nádržiach obsahujúcich rôzne rozpúšťadlá sa diely opakovane oplachujú všetkými pracovnými roztokmi v nádrži. Všetky nádrže sú vybavené obehovými čerpadlami a tryskami, aby sa zabezpečilo rovnomerné oplachovanie všetkých dielov. Postup pasivácie vodou je nasledovný: odmasťovanie 1 → odmasťovanie 2 → umývanie vodou 2 → umývanie vodou 3 → pasivácia → umývanie vodou 4 → umývanie vodou 5 → umývanie vodou 6 → sušenie. Hliníkové odliatky môžu vynechať umývanie vodou 2.
7.3 Proces sušenia pasivácie hliníkových lisovacích plechov vodou
Trvá približne 7 minút, kým teplota dielu stúpne z izbovej teploty na 140 °C a minimálny čas vytvrdzovania lepidiel je 20 minút.
Hliníkové diely sa zohrejú z izbovej teploty na teplotu udržiavania približne za 10 minút a doba udržiavania hliníka je približne 20 minút. Po udržaní sa ochladia z teploty samoudržiavania na 100 °C približne na 7 minút. Po udržaní sa ochladia na izbovú teplotu. Celý proces sušenia hliníkových dielov teda trvá 37 minút.
8 Záver
Moderné automobily sa uberajú smerom k ľahkým, vysokorýchlostným, bezpečným, pohodlným, nízkonákladovým, nízkoemisným a energeticky úsporným konštrukciám. Rozvoj automobilového priemyslu je úzko spojený s energetickou účinnosťou, ochranou životného prostredia a bezpečnosťou. S rastúcim povedomím o ochrane životného prostredia majú hliníkové plechy v porovnaní s inými ľahkými materiálmi bezkonkurenčné výhody v oblasti nákladov, výrobnej technológie, mechanických vlastností a trvalo udržateľného rozvoja. Preto sa hliníková zliatina stane preferovaným ľahkým materiálom v automobilovom priemysle.
Upravené May Jiang z MAT Aluminum
Čas uverejnenia: 18. apríla 2024
