Magnio legeiro štampavimas automobiliams: Warm Forming Advantage Warm forming magnio legeiro sheet'as viešvės automobilių dūrų paneliams

TRUMPAI

Magnio lydinių spausdinimas yra automobilių lengvatinės gamybos riba, siūlant komponentus, kurie yra 33% lengvesnis už aliuminiumą ir 75% lengvesnis už plieną - Ne. Nors standartinis šalto spausdinimas nesugebėjo dėl magnio šešiakampės glaudžiai susipakuotos (HCP) kristalo struktūros, karštojo formavimo technologija (200°C-300°C) sėkmingai aktyvuoja ne bazinių slydėjimo sistemas, leidžiančias sukurti sudėtingas formas. Pramonės standartinė lydyba, AZ31B , dabar naudojamas vidaus durų plokštėms, sėdynės rėms ir transporto priemonių skersinių spindulių, kad išplėsti elektrinių transporto priemonių (EV) nuotolį. Šiame vadove aprašyti svarbūs proceso parametrai, medžiagų atranka ir galimybių duomenys, reikalingi perėjimui nuo sunkiųjų liejimo į lengvusis liejimo spausdinimas.

Inžinerinė situacija: kodėl štampuoti magnį?

Varžybose dėl maksimalaus elektrinių automobilių nuvažiavimo, inžinieriai jau išnaudojo lengvus laimėjimus su aliuminiu. Magnis (Mg) yra logiškas kitas žingsnis. Jo tankis yra tik 1,74 g/cm³ palyginti su aliuminio 2,70 g/cm³, magnis yra lengviausias esamas konstrukcinis metalas. Pakeitus plieno dalis magnio štampavimu, galima pasiekti iki 75 % svorio mažinimo, o pereinant nuo aliuminio – sutaupyti apie 33 %.

Be paties masės mažinimo, magnio lakštas pasižymi puikiu slopinimo gebą – gebėjimu sugerpti vibraciją ir triukšmą. Karkasui (BIW) tai reiškia geroves NVH (triukšmo, vibracijos ir kietumo) charakteristikas be papildomos sunkios garso izoliacijos. Skirtingai nei anglies pluoštas, kuris kelia perdirbimo sunkumus, magnis yra visiškai perdirbamas, atitinkdamas automobilių gamintojų reikalavimus apskritiminės ekonomikos principams.

Istoriniu požiūriu magnio naudojimas buvo ribojamas liejimo formavimo (variklių blokai, pavarų dėžių korpusai). Tačiau štampuoti (plastiškai deformuoti) magnio detalių mechaninės savybės yra žymiai geresnės, nes pašalinamos porėtumo problemos, būdingos liejimui. Tai daro štampuotą magnį idealų sprendimą dideliems, plonasieniams konstrukciniams panelems, kuriems reikia aukštos savitosios stiprumo savybių.

Pagrindinis procesas: šiltojo formavimo technologija

Pagrindinė kliūtis magnio štampavimui – jo kristalinė struktūra. Kambario temperatūroje magnis turi šešiakampę glaudžiai sutvarkytą (HCP) gardelę su ribotomis slydimo sistemomis (daugiausia bazinė slydis), todėl yra trapus ir linkęs įskilti deformuojant. Standartiniai šaltieji štampavimo metodai, naudojami plienui, sukeltų iš karto nutrūkimą.

Sprendimas yra Tolimesnis Formavimas . Pašildžius magnio lakštą ir įrankius iki tam tikro intervalo 200 °C–300 °C (392 °F–572 °F) , papildomas slīpmašinų sistema (prizmatikė ir piramidinė) yra termiskai aktyvada. Tai drastikai padidina plastinį deformavimą, įgalinant глубокą формовку ir sudėtingas geometrijas, kurių įgyvendinti komnatės temperaturėje įmanoma.

Ključiniai proceso parametrai

• Temperatūros valdymas: Uniformašiems apšilimas kritičiai svarbu. Samai ±10°C atstumimas gali vyti lokalią plonėjimą arba lūžį. Blankas ir matrica tipiškai apšilinami.
• Riebalavimas: Standartiniai naftos smelkės šiltėjimo temperaturėse degraduje. Specializavinti karšti rezistenti smelkės, často turinti molibdeno disulfidą (MoS2) arba grafitą, yra nepiebėdžtami gribamui prevencijai.
• Formovka: Ātrums Atskirai nuo tēliās augsta ātruma štampovka, siltā formovka magnēzijam často pranikla lētāka presa ātrumus (piemēram, 20mm/s pret simtiem mm/s), lai pārvaldīt deformācijas ātrumu un novērstu plīsumus, kaut pēdēja pētniecība uzlabo cikla laiku.

Materiāla izvēle: AZ31B un loksnes ražošana

AZ31B (apie 3% aliuminio, 1% cinko) yra pagrindinė automobilių magnio lakštelės lydyba. Jis suteikia geriausią stiprumo, lankstumo ir suvirinimo pusiausvyrą. Jo ištvermės stiprumas paprastai yra apie 200 MPa, traukos stiprumas - 260 MPa, todėl jis konkuruoja su švelniais plienais ir kai kuriomis aliuminio rūšimis.

Svarbus iššūkis buvo magnio lakštelės gamybos išlaidos. Tradiciniai valcavimo procesai yra brangūs dėl daugialypių grotuvimo etapų. Tačiau naujoviškas iškraunant plokštumo atsiranda naujų metodų. Šiuo būdu iškraunamas magnio vamzdis, jis padalijamas ir išplakinamas į lakštį, todėl gamybos išlaidos gali būti sumažintos 50%, palyginti su įprastai valcavimu. Šis išlaidų mažinimas yra labai svarbus siekiant, kad magnio spausdinimas būtų komerciniu požiūriu naudingas masinių automobilių, o ne tik prabangų sportinių automobilių, gamybai.

Palyginamoji analizė: Įspaudimas ir liejimas į formas

Automobilių inžinieriai dažnai supainioja magnio liejimo su spaustuvėliu. Nors abi gaminamos iš vieno ir to paties metalo, jų naudojimo ir savybės labai skiriasi.

Sprendimų matrica: Pasirinkite stampą dideliems plokščiems konstrukciniai komponentai, pavyzdžiui, durų vidiniai, kapus ir stogas. Pasirinkite liejimo įmušimo mašinas sudėtingoms, blokoje esančioms dalims, tokioms kaip vairo stulpų korpusai ar pavarų dėžutės gaubtai.

Nuo prototipo iki masinės gamybos

Perėjimas prie magnio spausdinimo reikalauja specializuotų partnerių, kurie supranta terminius medžiagos niuansus. Tai nėra taip paprasta, kaip pakeisti plieno ritinį už magnio esamoje linijoje. Įrankis turi būti pritaikytas šiluminei plėtrai, o spausdinimo parametrai turi būti tiksliai kontroliuojami.

Jei gamybininkai ir pirmos pakopos tiekėjai nori patvirtinti šią technologiją, būtina bendradarbiauti su patyrusiu gamybos partneriu. Shaoyi Metal Technology siūlo išsamius automobilių spausdinimo sprendimus, kurie peržengia spragą nuo greito prototipo kūrimo iki didelio kiekio gamybos. Su IATF 16949 sertifikavimu ir spausdinimo pajėgumais iki 600 tonų, jie gali tiekti tikslius komponentus, tokius kaip valdymo rankos ir subramai, laikydamiesi griežtų pasaulinių standartų. Ar reikia patikrinti šiltame būdu pagamintą prototipo gamybą, ar padidinti gamybą, jų inžinerijos patirtis užtikrina sudėtingų lengvųjų projektų įgyvendinamumą.

Taikymai ir ateities perspektyvos

Magnio spausdinimo naudojimas sparčiai sparčiai didėja. Dabartinės gamybos programos:

• Sėdynių rėmai: Išimti iš transporto priemonės plienines rėmas, kad būtų sutaupyta 58 kg.
• Vidinių durų plokštės: Naudojant karšto formų AZ31B, sukurti kietas, lengvas nešiojamąsias medžiagas.
• Transvairo šviesos spinduliai: Į vieną magnio formą įjungtas daug dalių.
• Stogo plokštės: Nuleiskite svorio centrą, kad būtų geriau valdyti.

Kadangi EV baterijų svoris ir toliau kelia susirūpinimą, automobilių gamintojai nori mokėti didesnę "lengvatą". Mes tikimės, kad magnio lakštų kainos sumažės, kai ekstrudiruojant lygins skalę, todėl karštojo magnio formavimas taps standartiniu sprendimu naujos kartos elektrinėms platformoms.

Šviesos ribos

Magnio lydinių stemplinimas jau nebe tik mokslinių tyrimų ir technologinės plėtros smalsumas; tai yra gyvybinga, būtina technologija ateities automobilių dizaino. Apvalydami karštojo formavimo procesą ir pasirinkdami tinkamus lydinius, tokius kaip AZ31B, gamintojai gali sutaupyti svorio, kurio aliuminis paprasčiausiai negali prilygti. Šiam pokyčiui reikia investuoti į šilumines įrankius ir proceso kontrolę, tačiau nesuprantama, kad tai padeda lengviau, efektyviau ir geriau valdyti transporto priemones.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Žmogaus Koks skirtumas tarp magnio stemplinimo ir liejimo?

Stampingas yra kietosios medžiagos procesas, kuris formuoja metalo lakštus į formas, idealias plonas, didelėms plokštėms, tokioms kaip automobilių durys ar stogas. Jis gamina dalis be porų ir aukštesnio stiprumo. Metalo liejimasis apima išlydusio magnio įpurškimą į formą, kuri yra geresnė sudėtingoms, blokinėms 3D formoms, tokioms kaip variklio blokai, tačiau dėl oro kišenų dažnai sumažėja struktūrinis vientisumas.

2. Žmogaus Kodėl magnio formavimas turi būti karštas?

Magnis turi šešiakampę glaudžiai supakuotą (HCP) kristalinę struktūrą, dėl kurios jo lankstumas kambario temperatūroje yra ribotas. Bandant užpilti šaltu būdu, paprastai atsiranda įtrūkimų. Šildant medžiagą iki 200 °C 300 °C, aktyvuojamos papildomos "slip sistemos" kristalinėje tinkle, todėl metalas yra pakankamai lankstus, kad būtų suformuotas į sudėtingas automobilių dalis, nesulaužus.

3. Žmogaus gyvybė. Kiek lengvesnis yra magnis, palyginti su aliuminiu?

Magnis yra maždaug 33% lengvesnis daugiau nei aliuminio ir apie 75% lengvesnis nei plieno. Dėl didelio svorio sumažėjimo jis yra efektyviausias konstrukcinis metalus, skirtas elektromobilių eksploatavimo diapazonui išplėsti.