Автокөлік үшін магний қорытпасының созылуы: жылы пішіндеу артықшылығы. Жеңіл автокөлік есік панелдері үшін магний қорытпасының жаппақ пішіндеуі

ҚЫСҚАША

Магний құймасының штампылауы автомобиль саласындағы жеңілдетудің алдыңғы шебі болып табылады және бөлшектерді ұсынады, олар 33% жеңілірек және болаттан 75% жеңіл . Магнийдің гексагоналды тығыз орналасқан (ГТО) кристалдық құрылымына байланысты стандартты суық штампылау сәтсіз аяқталады, жылы пішіндеу технологиясы (200°C–300°C) күрделі пішін беру үшін базистік емес майда жүйелерді сәтті белсендіреді. Құйманың өнеркәсіптік стандарты — AZ31B , электрлік көліктің (EV) жүру қашықтығын ұзарту үшін енді ішкі есік панельдері, отырғыш каркастары мен көлденең арқалықтарда қолданылуда. Бұл нұсқаулық ауыр құймалардан жеңіл деформацияланатын штамптауға ауысу үшін қажетті маңызды процестік параметрлерді, материалды таңдауды және іске асысудың мүмкіндігіне қатысты деректерді қамтиды.

Инженерлік негіз: Неліктен магнийді штамптау керек?

Электрлік көліктің жүру қашықтығын максималдандыру жарысында инженерлер алюминиймен байланысты оңай жеңістерді толық пайдаланды. Магний (Mg) — келесі логикалық қадам. Оның тығыздығы 1,74 г/см³ алюминийдің 2,70 г/см³ мәніне қарсы, магний қолданыстағы ең жеңіл құрылымдық металл. Болат бөлшектерді магний штампымен ауыстыру салмақты 75%-ға дейін, ал алюминийден ауысу шамамен 33% үнемдеуге әкеледі.

Таза массаның азаюынан тыс, магний парағы жоғары сөндіру қабілетін —тербеліс пен дыбысты жұту қабілеті. Ақ шикізат (BIW) қолданулары үшін бұл ауыр акустикалық оқшаулауды қоспайынша жақсартылған NVH (Тыныштық, Тербеліс және Қателік) өнімділігіне аударады. Көміртегі талшығынан айырмашылық, қайта өңдеу қиындықтарын туғызатын, магний толықтай қайта өңделетін, автомобильдің OEM үшін шеңберлік экономикалық талаптарына сәйкес келеді.

Тарихи тұрғыдан, магний қолдану үлгі құюға (двигатель блоктары, трансмиссиялық қораптар) шектелді. Дегенмен, соғылған (пластикалық) магний бөлшектер табиғи құюға тән саңылаулар мәселесін жойғандықтан, маңызды механикалық қасиеттерге ие. Бұл соғылған магнийдің жоғары нақты беріктікті талап ететін үлкен, жұқа қабырғалы құрылымды панельдер үшін идеалды екенін көрсетеді.

Критикалық үрдіс: Жылы пішіндеу технологиясы

Магнийді штамптаудың негізгі кедергісі оның кристалдық құрылымы болып табылады. Қалыпты температурада магнийде шектеулі сырғанау жүйелері бар (негізінен базалық сырғанау) гексагоналды тығыз жинақталған (HCP) торлы құрылымы бар, сондықтан деформация кезінде сынғыш болып, жарылуға бейім. Болат үшін қолданылатын стандартты суық штамптау әдістері дереу сынуды тудырады.

Шешімі — Жылықтық формалау . Магний парағы мен құрал-жабдықты 200°C–300°C (392°F–572°F) аралығындағы белгілі бір температураға дейін қыздыру арқылы қосымша сырғанау жүйелері (призматикалық және пирамидалық) жылу арқылы белсендіріледі. Бұл пластикалықтың дәрежесін едәуір арттырады және қалыпты температурада мүмкін емес терең созылу мен күрделі геометрияларды орындауға мүмкіндік береді.

Негізгі технологиялық параметрлер

• Температура басқару: Біркелкі қыздыру маңызды. ±10°C ауытқу ғана жергілікті жұқаруға немесе сынға әкеп соғуы мүмкін. Жабын мен матрица әдетте қыздырылады.
• Жасуша: Стандарттық май сұйықтар бұл температураларда ыдырайды. Жабысуға жол бермеу үшін молибден дисульфиді (MoS2) немесе графиті бар арнайы ыстыққа төзімді май сұйықтар қажет.
• Пішіндеу жылдамдығы: Болаттың жоғары жылдамдықты штамптауынан өзгеше, магнийді жылы пішіндеу жиі қарқындылықты басқару және жыртылуды болдырмау үшін баяулау престік жылдамдықтарды (мысалы, 20 мм/с қарсы жүздеген мм/с) талап етеді, дегенмен соңғы НИЗ циклдық уақытты жақсартуда.

Материалды таңдау: AZ31B және парақты өндіру

AZ31B (шамамаған 3% алюминий, 1% мырыш) автомобильдегі магний парағы үшін негізгі құйма болып табылады. Бұл беріктік, пластикалылық және дәнекерлеу қабілетінің ең жақсы тепе-теңдігін ұсынады. Оның әдетте 200 МПа шамасында, созылу беріктігі 260 МПа, орташа болаттар мен кейбір алюминий маркаларымен бәсекеге тұра алады.

Магний парағын өндіру құны маңызды қиыншылық болып табылды. Дәстүрлік босану процестері көптеген шынықтыру сатылары қажеттігі үшін қымбат болып табылады. Дегенмен, инновациялық экструзиялық жазықтыру әдістер пайда болуда. Бұл процесс магний түтігін экструдерден өткізеді, одан кейін оны екіге бөліп, жапырақ түріне дейін жазады, бұл дәстүрлі теміржолдан 50% арзан өндіру құнын қамтамасыз етуі мүмкін. Бұл құнның төмендеуі магнийді шағын сериялы автомобильдер үшін ғана емес, сонымен қатар массалық нарықтағы автокөліктер үшін де коммерциялық тұрғыдан тиімді тегістеуге мүмкіндік береді.

Салыстырмалы талдау: Штамптеу мен құю арасындағы салыстыру

Автомобиль инженерлері жиі магнийдің құюын тегістеумен шатастырады. Екеуі де бірдей негізгі металлды қолданса да, қолданылуы мен қасиеттері әлдекайда өзгеше.

Шешім матрицасы: Есік іштері, капоттар және шатырлар сияқты үлкен, жазықтаулық құрылымды бөлшектер үшін штамптауды таңдаңыз. Басқару бағанасының корпусы немесе трансмиссия қораптары сияқты күрделі, бұйым бөлшектер үшін құюды таңдаңыз.

Прототиптен массалық өндіріске дейін

Магний штамптауға өту үшін материалдың жылулық ерекшеліктерін түсінетін арнайы серіктестер қажет. Бұл барлық жолда болаттың орнына магнийді орнатуға тең емес. Құрал-жабдық жылулық ұлғаюға бейімделуі керек және престің параметрлері дәл бақылануы керек.

OEM және Tier 1 жеткізушілер бұл технологияны растау үшін тәжірибелі жасаушы серіктеске жұмыс істеу қажет. Shaoyi Metal Technology тез пішіндемеден жоғары көлемді өндіріске дейінгі автомобиль саласындағы құрылымдық шешімдерді ұсынады. IATF 16949 сертификаты мен 600 тоннаға дейінгі престік мүмкіндіктері бар компания бақылау иінтіректері мен рамалар сияқты дәлме-дәл компоненттерді әлемдік стандарттарға сай өндіре алады. Сізге жылы формаланған пішіндемені растау немесе өндірісті кеңейту қажет болса, олардың инженерлік біліктілігі күрделі жеңіл конструкциялардың жүзеге асырылуын қамтамасыз етеді.

Қолданылуы және болашақ перспективасы

Магний құймасының қолданылуы тездетілуде. Қазіргі уақытта өндірісте мыналар қолданылады:

• Орындықтың қаңқасы: Әрбір автомобильде 5–8 кг үнемдеу үшін болат рамаларды алмастыру.
• Есік ішкі панелдері: Қатты, жеңіл тасымалдаушылар жасау үшін жылы формаланған AZ31B қолдану.
• Көлденең арқалықтар: Бірнеше бөлшектерді бір магний құймасымен біріктіру.
• Шатыр панельдері: Жақсырақ басқарылатындық үшін салмақ центрін төмендету.

ЭК-ның батарея салмағы мәселесі болып қала бергенде, автокөлік шығаратын компаниялардың «жеңілдету премиясына» деген дайындығы арта түсуде. Біз экструзиялық жазықтату масштабының өсуіне байланысты магний жапырақтарының құны төмендейтінін күтеміз, бұл жылы формаланған магнийді электрлік платформалардың келесі буыны үшін стандартты шешімге айналдырады.

Жеңілдетудің алдыңғы шекарасы

Магний қорытпасын тегістеу тек ғылыми-зерттеулердің қызығушылығының шеңберінде ғана емес, автомобильдерді жобалаудың болашағы үшін қолданылатын, қажетті технологияға айналды. AZ31B сияқты құймаларды дұрыс таңдау және жылы формалау процесін меңгеру арқылы өндірушілер алюминий қолдану арқылы қол жеткізуге болмайтын салмақтың тиімді төмендеуіне қол жеткізуі мүмкін. Бұл өзгеріс қыздырылатын құрал-жабдық пен процесті басқаруға инвестициялар қажет етеді, бірақ нәтижесі – жеңілірек, тиімдірек және басқаруы жақсырақ автокөліктер – теріске шығарылмайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Магний тегістеу мен құю арасындағы айырмашылық неде?

Штамптеу – автомобиль есіктері немесе шатырлар сияқты жұқа, үлкен панельдер үшін идеалды болып табылатын, жаппақ металды пішіндеуге арналған қатты күйдегі процесс. Ол пористіксіз және жоғары беріктікке ие бөлшектерді шығарады. Құю формасына балқыған магнийді енгізу арқылы жүргізілетін көгерек құю, двигатель блоктары сияқты күрделі, көлемді 3D пішіндер үшін жақсырақ, бірақ ауа қалташаларына байланысты жиі құрылымдық беріктіктің төмендеуіне әкеледі.

2. Неліктен магнийге жылу формасы қажет?

Магний гексагональды тығыз орналасқан (ГТО) кристалдық құрылымға ие, бұл оның қалыпты температурадағы икемділігін шектейді. Оны суық күйде штамптау әдетте трещиналарға әкеледі. Материалды 200°C–300°C дейін қыздыру кристалдық тордағы қосымша «сырғанау жүйелерін» белсендіреді, нәтижесінде металл сынбай-ақ күрделі автомобиль бөлшектерінің пішініне келтірілетіндей дәрежеде пластиктік қасиетке ие болады.

3. Магний алюминийге қарағанда қаншалықты жеңіл?

Магний шамамен 33% жеңіл алюминийге қарағанда және шамамен 75% жеңіл темірден артық. Салмағының төмендеуі оны электрлі көліктердің қашықтығын кеңейтудегі ең тиімді металл конструкциясына айналдырады.