Augstas izturības alumīnija sakausējumi automobiļu izmantošanai: salīdzinājums

TL;DR

Pareizu augstas izturības alumīnija sakausējumu izvēle automašīnu izmantošanai ietver konkrētu veiktspējas prasību līdzsvarošanu. 7000 sērija piedāvā augstāko izturību, kas ir salīdzināma ar tēraudu, taču rada problēmas metināšanā un izmaksās. 6000 sērija nodrošina universālu līdzsvaru starp labu izturību, veidojamību un korozijizturību, tādējādi kļūstot par populāru izvēli strukturāliem komponentiem. 5000 sērija izceļas ar lielisku korozijizturību un metināmību, tāpēc ir ideāla korpusa paneļiem un komponentiem, kas pakļauti agresīviem vides apstākļiem.

Pārskats par galvenajām augstas izturības alumīnija sakausējumu sērijām

Automobiļu vieglsvara virzienā alumīnija sakausējumi ir kļuvuši par neatņemamiem materiāliem. Tie tiek klasificēti sērijās atkarībā no to galvenajiem sakausējuma elementiem, kas nosaka to mehāniskās īpašības un piemērotību dažādām lietojumprogrammām. Šo klasifikāciju izpratne ir pirmais solis optimālā materiāla izvēlē. Nozīmīgākās sērijas automašīnu augstas stiprības lietojumiem ir 2000., 5000., 6000. un 7000. sērija.

2000. sērija (Al-Cu)

2000. gada sērijas sakausējumi izmanto vara (Cu) kā galveno sakausēšanas elementu. Šis papildinājums dod lielisku izturību un mehāniskas īpašības, kas var salīdzināt ar mīkstu tēraudu. Šie sakausējumi, piemēram, 2014. un 2024. gads, ir termiņapstrādāti, lai sasniegtu ļoti augstu izturību. Tomēr šī izturība ir saistīta ar ievērojamu kompromisu: vara saturs padara to izturīgāku pret koroziju nekā citas alumīnija sērijas. Tāpēc tām bieži vien ir vajadzīgas aizsargājošas pārklāšanas vai tās tiek izmantotas lietojumos, kur tās nav tieši pakļautas korozijas elementiem. Viņu augsta izturība ļauj tām piemērot strukturālās sastāvdaļas, piemēram, amortizatori un dažas motora daļas.

5000 sērija (Al-Mg)

5000 sērija, kas galvenokārt ir savienota ar magnesiju (Mg), ir pazīstama ar savu lielisku korozijas izturību, jo īpaši jūras vai sārto ūdens vidē. Sastāvs 5052 un 5083 nav termiņapstrādājams, bet to var ievērojami stiprināt, izturoties pret slīpumu (apstrādāts cietums). Šī sērija piedāvā labu sašķidrinājamību un formabilitāti, kas to padara par primāro kandidātu automobiļu korpusa paneļiem, piemēram, durvīm, kapotēm un iekšējām konstrukcijām. Īpaši 5083 sakausējums ir pazīstams ar savu ārkārtēju izturību ekstremālos apstākļos un ir visgrozīgākais no ne-sildīšanas sakausējumiem.

6000 sērija (Al-Mg-Si)

6000 sērija, kas satur gan magnija (Mg), gan silīcija (Si), ir daudzveidīga un plaši izmantota sakausējumu klase. Šādas sakausējumi kā 6061 un 6082 ir ļoti izturīgi pret koroziju un labi formabāli. Galvenais ieguvums ir to lielisks izšķirošums, kas ļauj tos veidoties sarežģītās formās, lai izmantotu tādās konstrukcijās kā telpu rāmji, bumperu stiprinājumi un šķērsgriezumi. Tās ir termiņapstrādātas un tās izturību pēc transportlīdzekļa krāsošanas var vēl vairāk uzlabot ar procesu, ko sauc par grīdas cietumu, un tāpēc tās ir ideālas ārējo korpusa paneļiem.

7000 sērija (Al-Zn)

7000 sērijas sakausējumi, kuru galvenā sakausējuma sastāvdaļa ir cinks (Zn), ir visgrozītākie no visiem alumīnija sakausējumiem, un to izturība var konkurēt ar dažu tēraudu izturību. Lāces, piemēram, 7075, ir termiņapstrādātas, lai sasniegtu ārkārtīgi augstu stiepes un noguruma izturību. Tas padara tos ideālus, lai izmantotu augstas slodzes un drošības ziņā svarīgas sastāvdaļas, piemēram, bumperu stiprinātājus, durvju triecienu un pakaļdzīves sastāvdaļas. Tomēr to augstu izturību līdzsvarā ar zemāku korozijas izturību salīdzinājumā ar 5000 un 6000 serijām un nozīmīgiem izaicinājumiem sasilšanas procesā, kas var ierobežot to lietošanu un palielināt ražošanas sarežģītību.

Detalizēta salīdzinājums: 5000 pret 6000 pret 7000 sērijas sakausējumi

Izvēloties primāro augstas izturības alumīnija sēriju, ir nepieciešams tieši salīdzināt to pamatīpašumus. Automobiļu inženieriem un dizaineriem lēmums ir atkarīgs no konkrēta komponenta prasībām, vai tas ir maksimālā izturība, izturība korozīvos apstākļos vai izgatavošanas vienkāršība. Turpmāk tabulā un analīzē ir izklāstītas galvenās atšķirības starp šīm trim vadošajām sakausējumu ģimenēm.

Izmaiņas analīze

Tabulā iekļautie dati norāda uz skaidru kompromisu modeli. Parasti 7000 serija , kā to apliecināja 7075, ir neapstrīdams spēka līderis. Tas padara to par izvēli lietojumprogrammā, kur darbības efektivitāte un drošība ārkārtīgi slodzījumos ir svarīgas. Tomēr, kā norāda rūpniecības avoti un ražotāji, šī izturība ir saistīta ar sliktu sašķidrināšanas spēju un lielāku jutību pret stresa korozijas krakšanu, ko jākontrolē ar rūpīgu konstrukciju un siltuma apstrādi.

Tas pretrunā 5000 serija , jo īpaši sakausējums, piemēram, 5083, nodrošina labāko korozijas izturību un sašķidrināmību. Tas padara to ideālu sastāvdaļām, kuras ir sarežģītas izgatavot vai kuras būs pakļautas elementam bez plašas aizsargājošas pārklājuma. Lai gan tas nevar līdzināties 7000 sērijas maksimālās izturības līmenim, tā izturība un viegli izgatavotība to padara ļoti vērtīgu transportlīdzekļu korpusa un jūras lietojuma vajadzībām.

The 6000 sērijas , ar sakausējumiem kā 6082, sasniedz stratēģisku līdzsvaru. To bieži sauc par "struktūru" sakausējumu, jo tā nodrošina labu, uzticamu izturību un ļoti labu korozijas izturību bez 7000 sērijas ražošanas grūtībām. Tā izcilā ekstrudējamība padara to ideālu kompleksu profila veidošanai, kas vajadzīgs transportlīdzekļa pamatrāmam un drošības struktūrām, un tā ir praktiska kompromisa iespēja daudzām automobiļu detaļām.

Galvenās automobiļu lietojumprogrammas un ieteiktie sakausējumi

Šīs tehniskās īpašības piemērošana reālajos komponentos atklāj, kā dažādos sakausījumos ir stratēģiski izmantoti visi transportlīdzekļi, lai optimizētu darbības kvalitāti, drošību un ražošanas efektivitāti. Katrai automašīnas detaļai ir savādākas prasības, kas nosaka ideālo materiālu izvēli.

Korpusā esošās struktūras un rāmji (korpusā balta)

Transportlīdzekļa pamatā esošajai struktūrai, kas ir pazīstama kā "Body-in-White" (BIW), ir nepieciešama stipruma, stipruma un trieciena izturības kombinācija. Parasti 6000 sērijas līmes ir ļoti iecienītas, jo tās ir lieliski ekstrudējamas. Lāzes, piemēram, 6005C un SG109, tiek izmantotas, lai radītu sarežģītus, caurulīgus profiļus kosmosa rāmjiem un sānu grīdas. Lai izmantotu plāksnes BIW, piemēram, grīdas un stūres, augsta formabilitāte 5000 serija bieži izmanto legācijas, piemēram, 5182 un GC45.

Aizvēršanas paneļi un ārējās virsmas

Ārējās plāksnes, piemēram, kapus, durvis un aizbāzītes, prioritē formas, virsmas pabeigšanas un izsitumu izturību. ar temperatūras temperatūru 6000 sērijas līmes ir galvenā izvēle, jo tās var viegli veidoties un pēc tam stiprināt krāsas pagatavojuma ciklā (iedomājams kā pagatavojuma izturība). Tas nodrošina izturīgu, vieglu paneli, kas saglabā savu formu. Parasti 5000 serija ir izmantojams arī tā labās formabilitātes dēļ, jo īpaši iekšējo paneļu konstrukcijām.

Neatbilstības kontroles sistēmas un augstas izturības sastāvdaļas

Komponenti, kas paredzēti neitralizācijas drošībai, piemēram, bumperu stiprinājumi un durvju triecieni, prasa maksimāli iespējamu izturību, lai absorbētu enerģiju un aizsargātu pasažierus. Šī ir vieta, kur 7000 serija - Izcilības. Lāces kā 7003 un ZK55 ir īpaši izstrādātas šādām vajadzībām. augstas izturības 6000 sērijas sakausējumi tiek izmantoti arī bumperos un citos strukturālos stiprinājumos. Šajos specializētos detaļās ir svarīga precīzu komponentu iegāde. Automašīnu projektos, kuros nepieciešamas šādas augstas veiktspējas detaļas, apsverit alumīnija izliekšanas iekārtas, ko ražo speciālistu uzņēmums. Shaoyi Metal Technology piedāvā visaptverošu vietas pakalpojumu , no ātrās prototipu izgatavošanas līdz pilnvērtīgai ražošanai saskaņā ar stingru IATF 16949 sertificētu kvalitātes sistēmu, piegādājot izturīgas un vieglas detaļas, kas pielāgotas precīzam specifikācijai.

Atbrīvošanas un vilces sistēmas sastāvdaļas

Lai izturētu pastāvīgas dinamiskas slodzes, uzlādes rokām, sakaru savienojumiem, propelleru šaibiem un riteņiem ir nepieciešama augsta noguruma izturība. no poliesterskābes 6000 sērijas lāzes, piemēram, 6061, un augstas izturības varianti, piemēram, SG10, ir izplatītas izvēles. Parasti 7000 serija , ar savu augstāku izturību pret nogurumu, tiek izmantota arī augstvērtīgu pakaļdzinēju sistēmās un sastāvdaļās, piemēram, drošības jostas saknes.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāds ir labākais alumīnija izstrādājums automobiļu ražošanai?

Nav vienāda "labākā" alumīnija sakausējuma automobiļu ražošanai, jo ideālais izvēles veids pilnībā ir atkarīgs no konkrētā lietojuma. Tomēr 6000 sērija (kā 6061 un 6082) bieži tiek uzskatīta par visaptverošu un plaši lietojamām strukturālajām sastāvdaļām, piemēram, rāmjiem un šasijas daļām, jo tā ir lieliski izturīga pret koroziju, formabli un dārga. Karosērijas paneļu gadījumā 5000 sērijas sakausējumi ir labākie, jo tie iztur izturību pret koroziju un ir formabli, bet 7000 sērijas sakausējumi ir rezervēti augstās slodzes, drošībai svarīgām daļām, piemēram, bumperu stūrām, kur maksimālā izturība ir vislielākā prioritāte.

2. Vai 5052 alumīnija ir izturīgāka par 6061?

Nē, 6061 alumīnija ir lielāka galīgā stiepes izturība un izturība pret vilcienu nekā 5052 alumīnija, īpaši pēc siltuma apstrādes. Tomēr stiprība nav vienīgais faktors. 5052, kas ir daļa no 5000 sērijas, nodrošina augstāku izturību pret nogurumu un ievērojami lielāku korozijas izturību, jo īpaši sālsūdens vai ļoti korozīvas vidē. Tāpēc, lai gan 6061 ir izturīgāks statiskā nozīmē, 5052 var būt izturīgāks izvēls lietojumiem, kuros ir vibrācijas vai izturība pret smagiem apstākļiem, kur augsta stiepes izturība nav primāra prasība.