1 Uporaba aluminijevih zlitin v avtomobilski industriji
Trenutno avtomobilska industrija porabi več kot 12 % do 15 % svetovne porabe aluminija, pri čemer nekatere razvite države presega 25 %. Leta 2002 je celotna evropska avtomobilska industrija porabila več kot 1,5 milijona ton aluminijevih zlitin na leto. Približno 250.000 ton je bilo porabljenih za izdelavo karoserij, 800.000 ton za izdelavo avtomobilskih menjalnikov in dodatnih 428.000 ton za izdelavo pogonskih in vzmetnih sistemov vozil. Očitno je, da je avtomobilska industrija postala največji porabnik aluminijevih materialov.
2 Tehnične zahteve za aluminijaste žigosane plošče pri žigosanju
2.1 Zahteve za oblikovanje in izdelavo matric za aluminijaste plošče
Postopek oblikovanja aluminijevih zlitin je podoben postopku oblikovanja navadnih hladno valjanih plošč, z možnostjo zmanjšanja odpadnega materiala in nastajanja aluminijastih ostankov z dodajanjem postopkov. Vendar pa obstajajo razlike v zahtevah glede kalupov v primerjavi s hladno valjanimi ploščami.
2.2 Dolgoročno skladiščenje aluminijastih plošč
Po utrjevanju s staranjem se meja tečenja aluminijastih plošč poveča, kar zmanjša njihovo obdelovalnost pri oblikovanju robov. Pri izdelavi matric razmislite o uporabi materialov, ki izpolnjujejo zgornje specifikacijske zahteve, in pred proizvodnjo opravite potrditev izvedljivosti.
Olje za raztezanje/olje proti rji, ki se uporablja za proizvodnjo, je nagnjeno k hlapnosti. Po odprtju embalaže v obliki plošče ga je treba takoj uporabiti ali pa ga pred štancanjem očistiti in naoljiti.
Površina je nagnjena k oksidaciji in je ne smete shranjevati na prostem. Potrebno je posebno ravnanje (embalaža).
3 Tehnične zahteve za aluminijaste žigosane pločevine pri varjenju
Glavni varilni postopki med sestavljanjem teles iz aluminijevih zlitin vključujejo uporovno varjenje, CMT varjenje s hladnim prehodom, TIG varjenje z volframovim inertnim plinom (TIG), kovičenje, prebijanje in brušenje/poliranje.
3.1 Varjenje aluminijastih plošč brez kovičenja
Aluminijaste pločevinaste komponente brez kovičenja so oblikovane s hladnim ekstrudiranjem dveh ali več plasti kovinskih plošč z uporabo tlačne opreme in posebnih kalupov. Ta postopek ustvarja vgrajene stične točke z določeno natezno in strižno trdnostjo. Debelina stičnih plošč je lahko enaka ali različna, lahko pa imajo tudi lepilne plasti ali druge vmesne plasti, pri čemer so materiali enaki ali različni. Ta metoda ustvarja dobre povezave brez potrebe po pomožnih spojnikih.
3.2 Uporovno varjenje
Trenutno uporovno varjenje aluminijevih zlitin običajno uporablja postopke srednjefrekvenčnega ali visokofrekvenčnega uporovnega varjenja. Pri tem varilnem postopku se osnovna kovina v območju premera varilne elektrode v izjemno kratkem času stopi in tvori zvarno kopel.
Varilne točke se hitro ohladijo in tvorijo spoje, z minimalno možnostjo nastajanja aluminijevo-magnezijevega prahu. Večina nastalih varilnih hlapov je sestavljena iz oksidnih delcev s kovinske površine in površinskih nečistoč. Med varjenjem je zagotovljeno lokalno izpušno prezračevanje, ki te delce hitro odstrani v ozračje, odlaganje aluminijevo-magnezijevega prahu pa je minimalno.
3.3 CMT varjenje s hladnim prehodom in TIG varjenje
Zaradi zaščite inertnega plina pri teh dveh varilnih postopkih pri visokih temperaturah nastajajo manjši delci kovine aluminij-magnezij. Ti delci lahko pod delovanjem obloka brizgajo v delovno okolje, kar predstavlja nevarnost eksplozije prahu aluminij-magnezij. Zato so potrebni previdnostni ukrepi za preprečevanje in obvladovanje eksplozije prahu.
4 Tehnične zahteve za aluminijaste žigosane plošče pri robnem valjanju
Razlika med valjanjem robov iz aluminijevih zlitin in navadnim valjanjem robov hladno valjanih pločevin je pomembna. Aluminij je manj duktilen kot jeklo, zato se je treba med valjanjem izogibati prekomernemu tlaku, hitrost valjanja pa mora biti relativno počasna, običajno 200–250 mm/s. Kot valjanja ne sme presegati 30° in se je treba izogibati valjanju v obliki črke V.
Temperaturne zahteve za valjanje aluminijevih zlitin: Izvajati ga je treba pri sobni temperaturi 20 °C. Deli, vzeti neposredno iz hladilnice, se ne smejo takoj podvrgati robnemu valjanju.
5 oblik in značilnosti robnega valjanja za aluminijaste žigosane plošče
5.1 Oblike valjanja robov za aluminijaste žigosane plošče
Konvencionalno valjanje je sestavljeno iz treh korakov: začetnega predvaljanja, sekundarnega predvaljanja in končnega valjanja. To se običajno uporablja, kadar ni posebnih zahtev glede trdnosti in so koti zunanjih prirobnic plošč normalni.
Evropski slog valjanja je sestavljen iz štirih korakov: začetnega predvaljanja, sekundarnega predvaljanja, končnega valjanja in evropskega valjanja. To se običajno uporablja za valjanje dolgih robov, kot so sprednji in zadnji pokrovi. Evropski slog valjanja se lahko uporablja tudi za zmanjšanje ali odpravo površinskih napak.
5.2 Značilnosti robnega valjanja za aluminijaste žigosane plošče
Pri opremi za valjanje aluminijastih komponent je treba spodnji kalup in vložni blok redno polirati in vzdrževati z brusnim papirjem granulacije 800-1200, da se zagotovi, da na površini ni ostankov aluminija.
6 različnih vzrokov napak, ki jih povzroča valjanje robov aluminijastih žigosanih plošč
Različni vzroki napak, ki jih povzroča robno valjanje aluminijastih delov, so prikazani v tabeli.
7 Tehnične zahteve za premazovanje aluminijastih žigosanih plošč
7.1 Načela in učinki pasivizacije z vodnim pranjem za aluminijaste pločevine za žigosanje
Pasivacija z vodnim pranjem se nanaša na odstranjevanje naravno nastalega oksidnega filma in oljnih madežev na površini aluminijastih delov, pri čemer se s kemično reakcijo med aluminijevo zlitino in kislo raztopino na površini obdelovanca ustvari gost oksidni film. Oksidni film, oljni madeži, varjenje in lepljenje na površini aluminijastih delov po žigosanju imajo svoj vpliv. Za izboljšanje oprijema lepil in zvarov se uporablja kemični postopek za ohranjanje dolgotrajnih lepljenih povezav in odpornosti na površini, s čimer se doseže boljše varjenje. Zato je treba dele, ki zahtevajo lasersko varjenje, hladno kovinsko prehodno varjenje (CMT) in druge postopke varjenja, pasivizirati z vodnim pranjem.
7.2 Postopek pasivizacije z vodnim pranjem za aluminijaste žigosane plošče
Oprema za pasivizacijo z vodnim pranjem je sestavljena iz območja za razmaščevanje, območja za industrijsko pranje z vodo, območja za pasivizacijo, območja za izpiranje s čisto vodo, območja za sušenje in izpušnega sistema. Aluminijasti deli, ki jih je treba obdelati, se namestijo v pralno košaro, pritrdijo in spustijo v rezervoar. V rezervoarjih, ki vsebujejo različna topila, se deli večkrat izperejo z vsemi delovnimi raztopinami v rezervoarju. Vsi rezervoarji so opremljeni s cirkulacijskimi črpalkami in šobami, ki zagotavljajo enakomerno izpiranje vseh delov. Postopek pasivizacije z vodnim pranjem je naslednji: razmaščevanje 1 → razmaščevanje 2 → pranje z vodo 2 → pranje z vodo 3 → pasivizacija → pranje z vodo 4 → pranje z vodo 5 → pranje z vodo 6 → sušenje. Aluminijasti ulitki lahko izpustijo pranje z vodo 2.
7.3 Postopek sušenja za pasivizacijo aluminijastih žigosanih plošč z vodnim pranjem
Traja približno 7 minut, da se temperatura dela dvigne s sobne temperature na 140 °C, najkrajši čas strjevanja lepil pa je 20 minut.
Aluminijasti deli se segrejejo s sobne temperature na temperaturo zadrževanja v približno 10 minutah, čas zadrževanja za aluminij pa je približno 20 minut. Po zadrževanju se ohladijo s temperature samozadrževanja na 100 °C približno 7 minut. Po zadrževanju se ohladijo na sobno temperaturo. Zato celoten postopek sušenja aluminijastih delov traja 37 minut.
8 Zaključek
Sodobni avtomobili napredujejo v smeri lahkih, hitrih, varnih, udobnih, nizkocenovnih, nizkoemisijskih in energetsko učinkovitih smeri. Razvoj avtomobilske industrije je tesno povezan z energetsko učinkovitostjo, varstvom okolja in varnostjo. Z naraščajočo ozaveščenostjo o varstvu okolja imajo aluminijaste plošče v primerjavi z drugimi lahkimi materiali neprimerljive prednosti glede stroškov, proizvodne tehnologije, mehanskih lastnosti in trajnostnega razvoja. Zato bo aluminijeva zlitina postala prednostni lahki material v avtomobilski industriji.
Uredil May Jiang iz MAT Aluminum
Čas objave: 18. april 2024
