Pages Menu
TwitterRssFacebook
Categories Menu

Опубликовано Июн 30, 2016 в РАЗНОЕ | Нет комментариев

Современные автомобильные материалы. Алюминий

aluminijАлюминий является легким конструкционным материалом, сплавы которого в настоящее время нашли самое широкое применение в конструкции автомобиля. Литые и кованые детали, а также детали ходовой части, изготавливаемые методом обработки высоким давлением, применяются сейчас во всех классах автомобилей. Широкое распространение также находит прокатка литых дисков.

Хорошие перспективы обещает применение пористого алюминия для наружных панелей кузова, защищающих при лобовом столкновении, а также усиление полых деталей, за счет чего может быть значительно повышена энергопоглощающая способность и устойчивость конструкции при ударной нагрузке.

Рост применения алюминия сдерживается высокой стоимостью. «Алюминиевые отливки дают значительное снижение веса силового агрегата и узлов шасси, но стоимость алюминия делает его применение не очень эффективным», – объясняет Маттис из GM.

Один из способов снижения стоимости — утоньшение деталей из алюминиевых сплавов путем применения технологии экструзии, как это сделали инженеры Alcan (США), уменьшив толщину панели бампера с 2,5 до 2 мм. «Если мы снижаем вес изделий из алюминия, мы также снижаем их стоимость, — говорит Род Джонс, вице-президент по разработкам Alcan Aluminum. — Использование более прочных сплавов и прогрессивных конструкций поможет достичь поставленной цели по снижению веса».

К концу 2004 г. Alcan откроет два предприятия по производству несущих элементов конструкции автомобилей в Мичигане (США) и Канаде. Сначала будут производиться алюминиевые усилители бамперов, потом — каркас панели приборов, опоры двигателей и другие компоненты.

Концерн GM совместно с компанией Alcoa (США) разработала технологию изготовления алюминиевых деталей методом пластичного формования — QPS (Quick Plastic Forming), приемлемую для массового производства. Главное преимущество — улучшенная формуемость, обеспечивающая более высокую степень свободы при конструировании деталей сложной формы. При QPF алюминиевые заготовки предварительно нагреваются до температуры 450-500 ?С и штампуются, при этом заготовки принимают такую форму, которую невозможно достичь при обычной штамповке. С помощью данной технологии изготавливается задняя дверь автомобиля Chevrolet Malibu Maxx 2004 года.

В случае максимального использования алюминия современный европейский автомобиль мог бы весить менее 800 кг. И если предположить, что все 16 млн. автомобилей, ежегодно производимых в Европе, имели бы такой вес, выбросы СО2 могли бы снизиться на 7,7 млн. тонн. К такому выводу пришли ученые научно–исследовательского института автомобильного дела при университете в Aachen (Германия). Ими был создан на бумаге теоретический базовый автомобиль компакт-класса с отображением реального веса автомобиля и его компонентов, выполненных из стали. В качестве задачи было определено достижение максимально возможного снижения веса. На первой стадии были определены те компоненты, которые в разных моделях и классах уже сегодня изготавливаются из алюминия. На второй стадии в качестве алюминиевых были рассчитаны также компоненты ходовой части, что привело к дальнейшему уменьшению веса. Учитывались также современные технологии обработки алюминия. В результате удалось снизить вес гипотетического автомобиля с 1229 до 785 кг. В то время, как вес автомобиля за прошедшие 25 лет увеличился в среднем на 15 кг, использование алюминия способно снова привести к прежнему весу и, кроме того, будет способствовать достижению цели Объединения Европейских Автостроителей (ACEA) — уменьшению на 25% выбросов CО2.

С каждым годом растет число автомобилей с кузовами, полностью или частично изготовленными из алюминия. Audi, BMW, Jaguar — список компаний, сделавших ставку на «крылатый» металл, можно продолжить. Алюминиевая конструкция передка автомобиля BMW 5 серии, которая явилась результатом многочисленных инновационных решений в области как самого продукта, так и технологии его производства, позволила снизить массу автомобиля и расход топлива. Цельноалюминиевый кузов Ferrari F 612 Scaglietti почти на 40% легче и при этом значительно жестче, чем кузов предшествующей модели F 456.

Автопроизводителей не останавливает ни высокая стоимость алюминия, ни необходимость коренной переналадки оборудования. Все искупает малый вес алюминия, обеспечивающий автомобилю повышение топливной экономичности и снижение выбросов СО2.

Германские фирмы Degussa и Buhler Druckguss работают над новой технологией, которая позволит на две трети снизить массу рулевых колонок и валов коробок передач, изготавливаемых литьем под давлением. В основу проекта положена идея использования пористых металлов, прежде всего пеноалюминия.

Вспенивание производится путем добавления гидрида магния в расплав алюминия. Пеноалюминий обладает пониженной плотностью и низким удельным весом, поскольку на 85% объема состоит из воздуха.

Плотность сплошного алюминия составляет 2,7 г/см3, пеноалюминия — всего 0,85 г/см3. Что касается прочности, то пеноалюминий обладает такими же механическими свойствами, как и литье. Наряду с таким преимуществом, как снижение потребности в сырье, пеноалюминий благодаря пористой структуре, обладает также демпфирующим действием.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.