ҚЫСҚАША

Автомобиль бөлшектері үшін алюминий мен магнийді құюды таңдаған кезде шешім маңызды теңгерімге байланысты. Магний қорытпалары алюминийден шамамен 33% жеңіл болғандықтан, отынның пайдалы әрекет коэффициентін жақсартуға және көліктің басқарылуын жақсартуға ыңғайлы. Дегенмен, алюминий қорытпалары әдетте құны төменірек, берік және коррозияға төзімділігі мен жылу өткізгіштігі біраз жоғары, сондықтан қиын жағдайларға ұшырайтын бөлшектер үшін төзімді таңдау болып табылады.

Салмақ пен беріктік: негізгі автомобильдік теңгерім

Автомобильде құйып жасау кезінде алюминий мен магнийдің негізгі айырмашылығы салмақ пен беріктік арасындағы қатынаста болып табылады. Магний — барлық кеңінен қолданылатын құрылымдық металлдар ішіндегі ең жеңілі, тығыздығы шамамен 1,74 г/см³, ал алюминийдікі — 2,70 г/см³. Бұл магнийден жасалған бөлшек алюминийден жасалғанына қарағанда шамамен үштен біріне жеңіл болатынын білдіреді, бұл отын тиімділігін және өнімділікті жақсарту мақсатында салмақты азайтуға ұмтылатын салада үлкен артықшылық болып табылады.

Бұл едәуір салмақты азайту магнийді масса маңызды фактор болып табылатын бөлшектер үшін жиі таңдауға себепші болады. Руль рамалары, орындық рамалары және аспап панельдері сияқты автомобиль қолданбалары магнийдің төмен тығыздығынан үлкен пайда табады. Салмақтың азаюы тек қатаң шығарынды стандарттарға сай келуге ғана емес, сонымен қатар автомобильдің жалпы массасын және ауырлық центрін төмендету арқылы оның басқарылу динамикасын жақсартуға да ықпал етеді.

Дегенмен, бұл салмақ артықшылығы абсолюттік беріктік пен тұрақтылықтағы компромисспен келеді. Әдетте, алюминий қорытпалары созылу беріктігі мен қаттылығы жағынан жоғары болады. Сала сарапшыларының айтуынша, магний алюминийге қарағанда кернеу кезінде жұмсақ және азырақ тұрақты болуы мүмкін. Бұл двигатель блоктары, трансмиссия қораптары және шасси бөлшектері сияқты жоғары жүктеме мен кернеуді шыдайтын құрылымдық элементтер үшін алюминийді одан да қолайлы таңдау етеді. Негізгі фактор тек салмақ емес, сонымен қатар салмаққа қатысты беріктік қатынасы болып табылады, онда екі материал да жақсы жұмыс істейді, бірақ әртүрлі құрылымдық философияларға қызмет етеді.

Нақтырақ көрініс алу үшін, кең таралған матрицалық құю қорытпаларының мына салыстыруын қарастырыңыз:

Нәтижеде, таңдау қолдануға байланысты. Әрбір граммды азайту маңызды және құрылымдық жүктемелерді басқаруға болатын бөлшектер үшін магний дұрыс таңдау болып табылады. Жоғары беріктік, қаттылық және ұзақ мерзімді тұрақтылық талап етілетін бөлшектер үшін алюминий әлі де өнеркәсіптік стандарт болып табылады.

Құны, өндіру жылдамдығы және құрал-жабдықтардың қызмет ету мерзімі

Физикалық қасиеттерден тыс, қаржылық және өндірістік әсерлер кез-келген коммерциялық зерттеу үшін маңызды. Таза материалдар негізінде алюминий әдетте магнийге қарағанда қолжетімдірек. Бұл бастапқы баға айырмашылығы бюджет шектеулері негізгі мәселе болып табылатын жоғары көлемді өндіріс үшін алюминийді тартымды нұсқа етіп қалайды. Дегенмен, дайын бөлшектің жалпы құны метал шойынның бағасынан әлдеқайда күрделі.

Магний өндіру процесінде материалдың жоғары бағасын түзетуге мүмкіндік беретін ерекше артықшылықтарға ие. Ең маңызды артықшылықтардың бірі - өндірістік циклдің жылдамдығы. Магнийнің балқу температурасы мен жылу сыйымдылығы төмен болғандықтан, ол матрицада тезірек қатаяды. Бұл бір ғана машинадан цикл уақытын қысқарту және шығарылымды арттыру мүмкіндігін береді. Сонымен қатар, магний шойын матрицалармен салыстырғанда төменірек үйкеліске және реакцияға ие. Twin City Die Castings бұл алюминийді құюмен салыстырғанда құю құралдарының қызмет ету мерзімін ұзартады, сондықтан матрицаны жөндеу мен ауыстырумен байланысты ұзақ мерзімді шығындар азаяды.

Шешім қабылдау кезінде осы факторларды теңестіру қажет. Төмен көлемді бөлшектер үшін магнийдің жоғары материалдық құны шектеуші болуы мүмкін. Алайда, өте жоғары көлемді компоненттер үшін өндіріс жылдамдығының артуы мен матрица қызмет ету мерзімінің ұзартылуы өндірістің толық циклы бойынша бөлшекке шаққандағы төменірек құнға әкелуі мүмкін, сондықтан магний бастапқы бағасына қарамастан экономикалық тиімді таңдау болып табылады. Нақты қолданыстарда ең жоғары беріктік пен ұзақ қызмет ету қажет болатын бөлшектер үшін соғу сияқты басқа да өндіріс процестері де қарастырылады. Мысалы, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology автомобиль соғу бөлшектеріне маманданған компаниялар, құюдың нақты артықшылықтары қажет емес болатын берік компоненттер үшін альтернатива ұсынады.

Негізгі өндіріс пен құнның негізгі факторларына талдау:

Беріктік: Коррозияға төзімділік және жылулық қасиеттер

Ұзақ мерзімді өнімділік автомобильдерді құрастырудағы маңызды фактор болып табылады және осы жерде коррозияға төзімділік пен жылумен басқару саласында әсіресе алюминий мен магнийдің арасында айқын айырмашылықтар бар. Алюминий табиғи түрде бетінде тот баспайтын тотық қабатын түзеді, бұл коррозиядан өте жақсы қорғаныш қызметін атқарады. Бұл тән қарсылық двигатель бөлшектері, дөңгелектер мен дененің төменгі бөлігі сияқты сыртқы ортаға ұшырайтын бөлшектер үшін қосымша қорғауыш қаптамаларды қажет етпей-ақ қолдануға мүмкіндік береді.

Магнийге керісінше, магний электролиздік коррозияға өте сезімтал, әсіресе ылғалды ортада басқа металдармен тиістескенде. Бірнеше талдауларда атап өтілгендей, магний бөлшектері әдетте автомобильдің пайдалану мерзімі ішінде бұзылуын болдырмау үшін хроматты конверсиялау немесе ұнтақтық қаптама сияқты қорғаныш қабаттарын қажет етеді. Бұл қосымша өңдеу кезеңі өндіріс процесіне күрделілік пен қосымша шығындар әкеледі. Магнийдің коррозиялану жылдамдығы алюминийдікіне қарағанда едәуір жоғары болуы мүмкін, сондықтан сыртқы және қоршаған ортаға ұшырайтын қолданбалар үшін қорғалмаған магнийді пайдалануға болмайды.

Тағы бір ерекшелігі — жылу өткізгіштік. Алюминий магнийге қарағанда едәуір жоғары жылу өткізгішке ие. Бұл қасиет двигатель блоктары, трансмиссия корпусы және электрондық компоненттердің қораптары сияқты жылуды шашырату қажет ететін бөлшектер үшін маңызды. Алюминийдің критикалық аймақтардан жылуды тиімді түрде алып шығу қабілеті жұмыс температурасын оптималды деңгейде ұстап, жүйенің сенімділігін қамтамасыз етеді. Осы себепті алюминий көбінесе көлік құралдарының күш беру жүйелері мен жылуды шашырататын қолданбалары үшін негізгі таңдау болып табылады.

Қорытындылай келе, қолданыс жағдайы ең жақсы материалды анықтайды. Салмақ басымдық болып табылатын және орташа бақыланатын ішкі құрылымдық бөлшектер үшін магний қапталған жағдайда қолданылатын таңдау бола алады. Дегенмен, сыртқа шығатын, ылғалдыққа ұшырайтын немесе жылуды шашыратуды талап ететін кез-келген бөлшек үшін алюминийдің жоғары төзімділігі мен жылу қасиеттері оны айқын жеңімге жеткізеді.

Өнімділік: өңдеу қабілеті, дәлдік пен негізгі қолданбалар

Салмақ, құны және төзімділік сияқты негізгі критерийлерден тыс, басқа да сапалық сипаттамалар соңғы шешімге әсер етуі мүмкін. Магнийдің ерекше қасиеттерінің бірі — оның өте жоғары өңделгіштігі. Дегенімен Twin City Die Castings магний қорытпалары коммерциялық тұрғыдан пайдаланылатын металдар тобының ішінде ең жақсы өңделгіштік қасиетке ие. Бұл оларды тезірек өңдеуге және аспап износуын азайта отырып, қосымша тазалау операцияларының уақыты мен құнын едәуір төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл тастаудан кейін дәл сәйкестендіруді және көп мөлшерде CNC-мен жұмысты талап ететін күрделі бөлшектер үшін маңызды артықшылық болып табылады.

Магнийдің тағы бір ерекше қасиеті — жоғары дәрежедегі тербелісті тежеу қабілеті. Кейбір деректерге сәйкес, магний алюминийге қарағанда тербелістерді 12 есе тиімді түрде азайта алады. Бұл оны шу мен тербелісті және ауырлықты (NVH) минимизациялау маңызды болып табылатын бөлшектер үшін өте жақсы материал етеді. Басқару дөңгелектері, аспаптар панелінің рамалары және отырғыш конструкциялары сияқты қолданыстар осы тежеу эффектінен пайда көреді, бұл автомобильдегі орындардың иелері үшін тыныш және ыңғайлы жүріске ықпал етеді.

Бұл әмбебап қасиеттер автомобильдегі нақты қолданыстарға алып келеді. Салмақ, құны, беріктік және өнімділік факторларын біріктіре отырып, материалдарды оларға ең жарамды автомобиль бөлшектеріне сәйкестендіре аламыз.

Қолданылуыңызға сәйкес дұрыс таңдау жасау

Алюминий немесе магнийдің құюын таңдау — қайсы металл жалпы түрде жақсырақ деген мәселе емес, нақты автомобиль қолданысы үшін қайсысы оптимальды екендігі туралы. Бұл таңдау салмақты төмендету, құны, конструкциялық беріктік және ұзақ мерзімді төзімділік сияқты бәсекелес бағыттарды үйлестіруді талап етеді. Алюминий жылу мен коррозияға төзімділіктің жақсы тепе-теңдігіне байланысты өнеркәсіпте негізгі материал ретінде қалады.

Магний, басқа жағынан, мамандандырылған материал болып табылады. Оның негізгі артықшылығы – өте жеңіл салмағы – массаны азайту отын тиімділігі мен қозғалтқыш динамикасын тікелей жақсартатын бөлшектер үшін чемпион болып табылады. Құнының жоғары болуы мен коррозияға бейімділігі қиындықтар тудырса да, өндіріс жылдамдығы, құралдардың қызмет ету мерзімі, өңдеу ыңғайлылығы және тербелісті сөндіру сияқты жағынан икемділігі жоғары көлемді, дәлме-дәл жасалған ішкі бөлшектер үшін оны жоғары таңдауға ие етеді. Автомобильдік технология дамыған сайын, екі материалдың да стратегиялық қолданылуы жеңілірек, тиімдірек және жақсырақ жұмыс істейтін автомобильдерді жасауда негізгі рөл атқарады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Неліктен алюминийдің орнына магний қолданылады?

Магнийді алюминийден гөрі пайдаланудың негізгі себебі - салмақтың едәуір азаюы. Магний шамамен 33% жеңіл болып келеді, бұл автомобиль және әуе-космостық қолданыста отын тиімділігін арттыру үшін үлкен артықшылық болып табылады. Сонымен қатар ол үстем механикалық өңдеу мен тербелісті тежеуге ие. Дегенмен, бұл абсолюттік беріктіктің төмендігі мен нашар коррозияға төзімсіздікке әкеледі, қорғаныш жабындарын талап етеді.

2. Түбіртек құю үшін қандай металл ең жақсы?

Бір "ең жақсы" металл жоқ; бәрі қолданыстың талаптарына байланысты. A380 сияқты алюминий қорытпалары ең кең тараған, беріктіктің, жеңілдіктің және құнының тиімділігінің тамаша үйлесімін ұсынады. Цинк жоғары пластиналдық пен тегіс беткі қабат қажет ететін бөлшектер үшін өте жақсы. Магний салмақты минимизациялау абсолюттік басымдық болып табылатын қолданыстарда ең жақсы.

3. Магний доңғалақтардың кемшіліктері қандай?

Магнийден жасалған дөңгелектер өте жеңіл болса да, олардың негізгі кемшіліктері – қымбат тұратындығы мен коррозияға бейімділігі. Ылғал мен жол тұзының әсерінен бұзылуын болдырмау үшін оларға мұқият күтім жасау және қорғау қабатын жағу қажет. Сонымен қатар, алюминий қорытпасы дөңгелектермен салыстырғанда соққыларға төтеп беру қабілеті төменірек және сынғышырақ болуы мүмкін, сондықтан магний дөңгелектер күнделікті пайдаланылатын жеңіл автомобильдерге қарағанда жарыс машиналарында жиірек кездеседі.

4. Магний алюминийге қарағанда коррозияға төтеп беру қабілеті төмен бе?

Иә, магний алюминийге қарағанда едәуір коррозияға бейім. Алюминий табиғи қорғаныш оксидті қабатын түзеді, бұл көпшілік сыртқы орта әсерлерінен қорғайды. Магний әлдеқайда белсенді және басқа металдармен контакті кезінде (гальваникалық коррозия) тез бұзылуы мүмкін. Сондықтан магний бөлшектері жиі-жиі арнайы қорғау қабатын қажет етеді.