Magnezijum legura Stamping za automobil: Vruće oblikovanje Prednost Vruće oblikovanje magnezijum legura list za lagan automobil vrata ploča

KRATKO

Sklonjenje magnezijeve legure predstavlja granicu automobila, nudeći komponente koji su 33% lakše od aluminija i 75% lakše od čelika - Što? Dok standardno hladno istampiranje ne uspijeva zbog heksagonalne strukture magnezijuma, tehnologija toplog oblikovanja (200°C300°C) uspješno aktivira ne-bazalne klizišne sustave kako bi se omogućilo složeno oblikovanje. Industrijska standardna legura, AZ31B , se sada koristi za unutarnja vrata, okvire sjedala i svjetiljke za produljenje dometa električnih vozila (EV). Ovaj vodič obuhvaća kritične parametre procesa, odabir materijala i podatke o izvodljivosti potrebne za prijelaz s teških livenja na lagane kovane odljeve.

Inženjerski slučaj: Zašto pečat magnezijuma?

U trci za povećanjem dometa električnih vozila, inženjeri su u velikoj mjeri iskoristili lako dobivene rezultate s aluminijem. Magnezijum (Mg) je sljedeći logičan korak. Sa gustoćom od samo 1,74 g/cm3 u usporedbi s aluminijem, koji ima 2,70 g/cm3, magnezijum je najlakši raspoloživi strukturni metal. Zamjena čeličnih dijelova magnezijumskim štampanjem može dovesti do smanjenja težine do 75%, dok se prijelazom s aluminija štedi otprilike 33%.

Osim čistog smanjenja mase, magnezijum ploča nudi superiornu sposobnost prigušenja vibracija sposobnost apsorpcije vibracija i buke. Za aplikacije s bojom u bijelu (BIW) to znači poboljšane performanse NVH (Šum, vibracije i oštarost) bez dodatka teške zvučne izolacije. Za razliku od ugljikova vlakna, koji predstavljaju izazove za recikliranje, magnezijum je potpuno recikliran, usklađen s mandatima za kružno gospodarstvo za OEM automobila.

U povijesti je upotreba magnezija bila ograničena na odlijevanje na žarištima (bloki motora, kućišta za mjenjače). Međutim, odštampani (izvrženi) dijelovi magnezijuma imaju znatno veća mehanička svojstva jer uklanjaju probleme s poroznostju koji su inherentni odlijevanju. To čini stampirani magnezij idealnim za velike strukturne ploče tankih zidova koje zahtijevaju visoku specifičnu čvrstoću.

Kriticni proces: Tehnologija toplog oblikovanja

Glavna prepreka za obaranje magnezija je njegova kristalna struktura. Na sobnoj temperaturi, magnezij ima šestokutnu zatvorenu mrežu s ograničenim sustavima klizanja (uglavnom bazalnim klizanjem), što ga čini krhkim i sklonim puknjama tijekom deformacije. Standardne metode hladnog štampiranja koje se koriste za čelik će uzrokovati trenutni neuspjeh.

Rješenje je Toplo oblikovanje - Što? Po zagrijavanju magnezij ploče i alatke na određeno prozor u slučaju da je to potrebno, u skladu s člankom 6. stavkom 1. , dodatni sistemi klizanja (prizmatični i piramidi) se toplinski aktiviraju. To dramatično povećava fleksibilnost, omogućavajući duboke povlačenja i složene geometrije koje su nemoguće na sobnoj temperaturi.

Osnovni parametri procesa

• Upravljanje temperaturom: Jednokratno grijanje je kritično. Odmak od samo ±10°C može dovesti do lokalizirane povrede vrata ili frakture. I prazan i matica se obično zagrijavaju.
• Maziva: Standardni ulje lubrikanti razgraditi na ovim temperaturama. Za sprečavanje žuljenja potrebni su posebni lubrikanti otporni na toplinu, koji često sadrže molibden disulfid (MoS2) ili grafit.
• Brzina formiranja: Za razliku od brzog stampiranja čelika, toplo formiranje magnezija često zahtijeva sporije brzine stampanja (npr. 20 mm/s naspram stotina mm/s) kako bi se upravljali brzinama napetosti i spriječilo trljanje, iako nedavno istraživanje i razvoj poboljšava vrijeme ciklusa.

Izbor materijala: AZ31B i proizvodnja listova

AZ31B (približno 3% aluminija, 1% cinka) je legura za proizvodnju magnezijuma za automobile. Ona pruža najbolju ravnotežu u snazi, fleksibilnosti i zavarivosti. Njegova snaga prijenosa obično se kreće oko 200 MPa, s čvrstoćom na vladanje od 260 MPa, što ga čini konkurentnim prema blažim čelikovima i nekim vrstama aluminija.

Značajan izazov bio je trošak proizvodnje magnezijuma. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju gume i gume za proizvodnju gume i gume u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka, proizvođač mora imati pravo na određivanje gume i gume za proizvodnju gume. Međutim, inovativni slijepljivo-izravnjavljenje -Ne, ne, ne. -Ne. Ovaj proces ekstrudira magnezijevcu, razdvaja je i ravna u list, što potencijalno smanjuje troškove proizvodnje za 50% u usporedbi s konvencionalnim valjanjem. Ova je smanjenje troškova od vitalnog značaja kako bi se magnezijumsko pecanje učinilo komercijalno održivim za vozila za masovno tržište, a ne samo za luksuzne sportske automobile.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Inženjeri u automobilskoj industriji često miješaju odlijevanje magnezijuma s pečatanjem. Iako obje koriste isti osnovni metal, primjene i svojstva se znatno razlikuju.

Matrica odluka: Izaberite pečat za velike, ravne strukturne komponente kao što su unutrašnjost vrata, poklopci i krovovi. Izbor zalijevanja na izlijevanje za složene, blokirane dijelove kao što su kućišta upravljačkih stupova ili kućišta mjenjača.

Od prototipa do masovne proizvodnje

Prelazak na magnezijsko čepanje zahtijeva specijalizirane partnere koji razumiju toplinske nijanse materijala. Nije tako jednostavno kao zamjena čelične zavojnice za magnezijum na postojećoj liniji. Sredstva moraju biti sposobna za toplinsku ekspanziju, a parametri tlaka moraju biti precizno kontrolirani.

Za proizvođače originalnih proizvoda i dobavljače razine 1 koji žele potvrditi ovu tehnologiju, suradnja s iskusnim proizvodnim partnerom od ključne je važnosti. Shaoyi Metal Technology u skladu s člankom 5. stavkom 1. točkom (b) Uredbe (EU) br. Uz IATF 16949 certifikat i kapacitete za pritisak do 600 tona, oni mogu isporučiti precizne komponente poput kontrolnih ruku i pod-oblikova, uz pridržavanje strogih globalnih standarda. Bilo da trebate provjeriti toplom oblikovan prototip ili povećati proizvodnju, njihova inženjerska stručnost osigurava izvodljivost složenih laganih dizajna.

Primjene i budući pregled

Prihvaćanje magnezijumskog žigosanja ubrzava se. Trenutne proizvodne primjene uključuju:

• Okviri sjedala: Zamjena čeličnih okvira uštedi 5-8 kg po vozilu.
• Svaka od sljedećih opcija: Koristeći toplo formiran AZ31B za stvaranje čvrstih, lakih nositelja.
• Svaka vrsta vozila: Integrirati više dijelova u jednu stampiranu strukturu magnezijuma.
• S druge strane, za proizvodnju električnih vozila: Smanjenje središta težine za bolje upravljanje.

Budući da je težina baterija za električne vozila i dalje zabrinjavajuća, "premija za lakše opterećenje" koju proizvođači automobila su spremni platiti raste. Očekujemo da će cijene magnezijuma pasti kako se ekstruzija ravna, što će učiniti toplo formiran magnezij standardnim rješenjem za sljedeću generaciju električnih platformi.

Granica lakše težine

Stampiranje magnezijeve legure više nije samo radoznalost istraživanja i razvoja; to je održiva, nužna tehnologija za budućnost automobilskog dizajna. Ako savladaju proces toplog oblikovanja i odaberu prave legure poput AZ31B, proizvođači mogu postići uštedu težine koju aluminij jednostavno ne može nadmašiti. U tom se smislu, kako je navedeno u članku 3. stavku 1. ovog članka, "potrebna je primjena mjera za utvrđivanje kvalitete vozila".

Često postavljana pitanja

1. za Koja je razlika između magnezijuma i livanja?

Stampiranje je proces čvrstog stanja koji oblikuje list metal u oblike, idealne za tanke, velike ploče poput vrata automobila ili krovova. Proizvodi dijelove bez poroznosti i veće čvrstoće. Izlijevanje na livenju uključuje ubrizgavanje rastopljenog magnezija u kalup, što je bolje za složene, blokaste 3D oblike poput blokova motora, ali često rezultira manjim strukturnim integritetom zbog zračnih džepova.

2. - Što? Zašto magnezij zahtijeva toplo formiranje?

Magnezij ima šesterokutnu strukturu kristala, što ograničava njegovu fleksibilnost na sobnoj temperaturi. Pokušavanje da ga hladno stampati obično uzrokuje pukotine. Zagrijavanje materijala na 200°C 300°C aktivira dodatne "sklizne sustave" u kristalnoj mreži, čineći metal dovoljno fleksibilnim da se može oblikovati u složene dijelove automobila bez lomljenja.

3. Slijedi sljedeće: Koliko je magnezijum lakši u usporedbi s aluminijem?

Magnezij je oko 33% lakše nego aluminijuma i oko 75% lakše nego čelika. Ova značajna smanjenje težine čini ga najefikasnijim strukturnim metalom za proširenje dometa električnih vozila.