Ковка из алюминиевого сплава в автомобилестроении

С развитием автомобильной промышленности мировое владение автомобилями увеличивается с каждым годом, и все виды электромобилей также появляются. В результате энергетический кризис, загрязнение воздуха и потепление климата становятся все более и более серьезными, а политика и правила правительств в отношении автомобильных выбросов становятся все более и более строгими. Будь то топливные транспортные средства или электромобили, легкий автомобиль является важным средством эффективного повышения конкурентоспособности продукции. Одним из основных способов является использование легких металлических деталей для замены традиционных стальных деталей, чтобы уменьшить выбросы топливных транспортных средств и улучшить выносливость аккумуляторов электромобилей. Плотность алюминиевого сплава невелика, а его плотность составляет лишь одну треть от плотности стали. При этом его теплопроводность, технологичность и коррозионная стойкость лучше, чем у стали. Эффект первичного снижения веса типичных деталей из алюминиевого сплава может достигать 30% ~ 40%, а эффект вторичного снижения веса может быть дополнительно увеличен до 50%. Основные процессы производства деталей из алюминиевого сплава делятся на литье и ковку. Детали, получаемые в процессе литья, в основном представляют собой корпус и опору, такие как головка блока цилиндров двигателя, корпус коробки передач, корпус рулевого механизма, кронштейн двигателя, опора рулевого механизма и т.д.; Детали, изготовленные в процессе ковки, в основном являются деталями с высокими механическими характеристиками, такими как колеса, рычаг управления системой подвески шасси, рулевой сустав, спираль компрессора кондиционера и т. Д.

Ковка из алюминиевого сплава в автомобилестроении

Стандарт алюминиевого сплава производится Национальной ассоциацией алюминиевой промышленности (ISO), а стандарт кованого алюминиевого сплава (AA) зарегистрирован Международной ассоциацией алюминиевой промышленности. Стандартом для обозначения кованого алюминиевого сплава в Китае является GB/T 16474-2011 кованый алюминий и обозначение алюминиевого сплава. Кроме того, соответствующие национальные стандарты включают GB / T 3190-2020 кованый алюминий и химический состав алюминиевых сплавов и GB / T 33910-2017 экструдированный алюминий и алюминиевый сплав профили для автомобилей. Марки материалов типичных автомобильных алюминиевых кованых деталей в основном 6 серий, таких как 6060, 6061, 6066 и 6082. Некоторые продукты также нуждаются в материалах 2 серий, 4 серий, 5 серий и 7 серий, таких как 2014, 4032, 5754 и 7075.

Типичные автомобильные алюминиевые кованые детали и процесс формования интегрального колеса из алюминиевого сплава интегральное кованое колесо является разновидностью продукта, постоянно развивающегося на основе требований легкости автомобиля, высокой эффективности и энергосбережения. Как правило, он изготовлен из алюминиевого сплава 6061 и 6082. По сравнению с традиционным литым колесом, оно имеет лучшую микроструктуру, легкий вес, высокую прочность и хорошее качество поверхности. Однако из-за сложного процесса и больших инвестиций в оборудование, в результате его стоимость производства остается высокой, которая может быть использована только в высококлассных легковых и коммерческих автомобилях. Процесс формирования интегрально кованых колес обычно выбирает различные технологические потоки в соответствии с различными характеристиками структуры продукта, сценариями применения и партиями. Наиболее часто используемые процессы формования и их применения на рынке приведены в таблице 1. Цельно-кованое колесо обычно нуждается в постковочной обработке, такой как термическая обработка, механическая обработка и обработка поверхности после ковки. Процесс термообработки T6 (обработка твердым раствором + искусственное старение) обычно используется для термообработки для повышения прочности каждой части колеса.

Рычаг управления автомобильным рычагом управления, также известным как поворотный рычаг, является важной частью системы автомобильного шасси. Его комплексные механические свойства играют жизненно важную роль в безопасности и устойчивости транспортных средств. Как правило, он изготовлен из алюминиевого сплава 6082. Рычаг управления разделен на передний рычаг управления и нижний рычаг управления. Передний рычаг управления является направляющей и опорой подвески. Его деформация повлияет на позиционирование колес и снизит устойчивость движения; Нижний рычаг управления в основном используется для поддержки кузова автомобиля, амортизатора и буферизации вибрации во время движения. Ранние рычаги управления были в основном изготовлены из чугуна, литой стали или стальной пластины путем штамповки и сварки. С улучшением технологии обработки материалов рычаг управления кованым алюминиевым сплавом постепенно заменяет стальной рычаг управления и реализует серийное применение на автомобилях среднего и высокого класса в стране и за рубежом, таких как японские Xuanyi, Xiaoke, Qijun, корейский Langdong, американский iveo, carnival, европейский Suteng, Passat и т. Д. Типичный процесс ковки рычага управления алюминиевым сплавом обычно включает в себя заготовку, нагрев, изготовление заготовок, формование, обрезку, термическую обработку и очистку поверхности. В зависимости от различной формы и структуры продуктов, процесс изготовления заготовки может включать ковку рулона, поперечное прокатку и другие методы, а некоторые продукты также должны использовать гибку и предварительную ковку, чтобы уменьшить сложность окончательной ковки. Термическая обработка обычно осуществляет твердый раствор и обработку старения для улучшения механических свойств продуктов. Дробеструйная обработка или пескоструйная обработка могут использоваться для очистки поверхности, чтобы удалить оксидную кожу на поверхности заготовки и улучшить механические свойства заготовки. Рулевой сустав рулевого управления является ключевой конструктивной частью в сборке передней оси автомобиля и передней подвески. Он соединяет переднюю ось и систему рулевого управления. Он не только несет весь вес автомобиля и передает усилие рулевого управления, но и несет нагрузку, создаваемую ударом с земли и боковым торможением колеса. Это мощная гарантия безопасности автомобиля во время движения. Рулевой сустав является сложной защитной частью в компонентах автомобильного шасси. Процесс ковки рулевого сустава из алюминиевого сплава обычно включает в себя заготовку, изготовление нагрева заготовок, предварительную ковку, окончательную ковку, обрезку, термическую обработку и очистку поверхности. В зависимости от структуры продукта и сложности формирования может быть осуществлен один нагрев или несколько нагреваний. Процесс нагрева может быть перед любым процессом изготовления заготовок, предварительной ковки и окончательной ковки. Термическая обработка, как правило, также использует твердый раствор и обработку старения. Процесс разработки спирального автомобильного компрессора кондиционирования воздуха пережил четыре поколения. Первое поколение компрессора является поршневым вертикальным поршневым компрессором, а затем эволюционировало во второе поколение перекосной пластины, коромысловой пластины и радиального радиационного компрессора, а затем развилось в третье поколение ротационных компрессоров, таких как ротационный лопастной, поршень качения, винт и треугольный ротор. Сейчас четвертое поколение высокоэффективного спирального компрессора разрабатывается уже более 20 лет, и реализовало индустриализацию и масштабное производство. Спиральный диск (рисунок 5) является ключевым компонентом спирального компрессора, который можно разделить на движущийся диск и стационарный диск. Материал, как правило, представляет собой алюминиевый кремниевый сплав 4032, со сложной структурой и высокими требованиями к производительности. В настоящее время одноступенчатый или двухступенчатый процесс формирования и ковки под давлением обычно используется в стране и за рубежом, а некоторые предприятия также используют процесс жидкой штамповки.

Применение ковки из алюминиевого сплава в автомобильной промышленности постепенно увеличивается. Однако из-за высокой цены на автомобильные алюминиевые поковки, которые в основном используются в моделях высокого класса, общий рыночный спрос не велик. Более того, поскольку большинство производителей автомобилей на международном рынке являются иностранными предприятиями, войти в их систему поставщиков сложно. В течение длительного времени большинство отечественных предприятий, производящих поковки из алюминиевых сплавов, могут поставлять продукцию только на рынок послепродажного обслуживания, а требования к качеству продукции не высоки, недостаток мощностей для постоянного совершенствования технологии алюминиевой ковки. С непрерывным развитием легкого автомобиля и электрификации, мировые производители автомобилей сталкиваются со все более жесткой конкуренцией и давлением затрат. Все больше изделий алюминиевой ковки будет производиться непосредственно в Китае, что предоставляет беспрецедентные возможности развития отечественным предприятиям с мощностями по производству алюминиевой ковки.