KRATKO

Ливење магнезијума под притиском је производни процес који омогућава израду изузетно јаких и лаких металних компоненти са одличним односом чврстоће и тежине. Ова технологија омогућава значајно смањење тежине од 30-75% у поређењу са деловима направљеним од челика или алуминијума. За аутомобилску индустрију, ливење магнезијума под притиском за лаке делове представља кључну стратегију за побољшање ефикасности потрошње горива, побољшање перформанси возила и повећање домета електричних возила.

Кључна предност: Објашњење високог односа чврстоће и тежине

Главни разлог због ког инжењери и дизајнери бирају ливење магнезијума под притиском је изузетан однос чврстоће и тежине. Магнезијум је најлакши од свих конструкционих метала, око 33% лакши од алуминијума и 75% лакши од челика. Ниска густина се не постиже на рачун чврстоће, што омогућава израду делова који су истовремено чврсти и веома лаки. Ова јединствена комбинација је темељ савремених стратегија за смањење тежине у захтевним индустријама попут аутомобилске и аеропростора.

Ова повољна размера значи да део од магнезијума може обезбедити исти ниво чврстоће као и тежи део од алуминијума или челика, али са знатно мањом масом. За аутомобилске примене, ово се директно преводи у тангентилне добитке у перформансама. Возило мање масе захтева мање енергије за убрзавање и заустављање, што доводи до побољшања потрошње горива у традиционалним возилима и продужења домета батерије у електричним возилима (EV). Штавише, смањење укупне масе возила побољшава управљивост, покретљивост и кочење, чиме се ствара безбедније и одзивније искуство вођења.

Предности велике чврстоће магнезијума у односу на тежину су квантификовне. Како наводе стручњаци из индустрије, замена делова од челика или алуминијума магнезијумом може смањити тежину дела између 30% и 75%. На пример, употреба магнезијума за делове као што су кућишта меника, оквири волана и структуре седишта доприноси значајном смањењу сопствене масе возила. Према Динакаст , глобалног произвођача прецизних делова израђених поступком пресовања под притиском, ово чини легуре магнезијума идеалним избором за примену где се издржљивост не може пожурити ради уштеде у тежини.

Објашњен процес ливења магнезијума под притиском

Ливење магнезијума под притиском је веома ефикасан процес за производњу сложених делова близу коначног облика са високом прецизношћу и изузетном површинском обрадом. Најчешћа метода која се користи за магнезијум је ливење под високим притиском (HPDC), која је цењена због своје брзине и способности да створи замршљене геометрије са танким зидовима. Процес укључује убризгавање течнег легуре магнезијума у калуп од чврстог челика, односно матрицу, под огромним притиском.

Циклус производње је брз и прецизан, што га чини погодним за производњу великих серија. Кључни степени процеса ливења под високим притиском у хладном комаду, који је једна од метода које се користе за магнезијум, могу се поделити на следећи начин:

1. Topljenje: Слагају се слитци легуре магнезијума високе чistoће и топе у одвојеној пећи. Користи се заштитни гас како би се спречило оксидовање, што је критичан корак због реактивности магнезијума.
2. Премештање: Тачна количина течног магнезијума се пребацује из пећи у цев за убризгавање машине за ливење под притиском.
3. Injekcija: Хидраулични потисни чеп убризгава течни метал из коморе у шупљину калупа веома великим брзином и под високим притиском. Ово осигурава брзо и равномерно попуњавање целокупног калупа, омогућавајући прикупљање ситних детаља.
4. Чврстање: Течни магнезијум се брзо хлади и кристалише у водом хлађеном калупу, узимајући облик делова.
5. Исцрпљивање: Након што се окрепне, калуп се отвара, а истисни чепови избацију готови одливак. Део, заједно са сувишним материјалом (познатим као флаш или канали), затим се уклања.

Овај процес, као што детаљно наводе пружаоци услуга попут Ксометрија , омогућава израду делова са изузетном тачношћу и стабилношћу димензија, често минимизирајући потребу за обимнијом додатном обрадом. Брзина циклуса, у комбинацији са дугим веком трајања калупа, чини HPDC профитабилним решењем за производњу хиљада идентичних делова за аутомобилску индустрију.

Магнезијум у односу на алуминијум и челик: Упоредна анализа

Izbor pravog materijala je kritična odluka u automobilskoj industriji, koja zahteva pažljivo uravnoteženje težine, čvrstoće, troškova i radnih karakteristika. Iako su čelik i aluminijum dugo bili glavni izbor u industriji, magnezijum nudi ubedljivu alternativu, pogotovo kada je smanjenje mase najveći prioritet. Međutim, ova prednost donosi određene kompromise koje inženjeri moraju uzeti u obzir.

Najznačajnija prednost magnezijuma je njegova niska gustina, što ga čini najlakšim konstrukcionim metalom koji se može koristiti. Ovo omogućava značajno smanjenje težine u poređenju sa aluminijumom i čelikom. Iako se aluminijum takođe smatra lakim materijalom, magnezijum je otprilike za jednu trećinu lakši. Ova razlika je ključna u primenama kao što su kućišta baterija za električna vozila (EV) ili unutrašnje nosače, gde svaki uštedjeni kilogram produžuje domet vozila. Čelik, iako jak i jeftin, znatno je teži, zbog čega se sve više zamenjuje u modernom dizajnu vozila.

Међутим, одлука се не заснива само на тежини. Алуминијумске легуре обично имају већу апсолутну чврстоћу и бољу отпорност на корозију од стандардних магнезијумских легура. Магнезијум је подложнији галваничкој корозији, што захтева заштитне премазе и пажљив дизајн како би се спречили проблеми када су у контакту са другим металима. Кошта је још један фактор; производња магнезијума је енергетски интензивнија, што га може учинити скупљом сировином од алуминијума. Испод је табела која сумира главне компромисе:

Иако је преса за ливење под притиском идеална за израду сложених, лаких облика, друге методе производње бирају се у зависности од различитих захтева. На пример, код критичних компоненти где су максимална чврстоћа и отпорност на замор материјала од пресудног значаја, користе се поступци као што је топло ковање. Компаније специјализоване за прецизно израдоване делове за ковање за аутомобилску индустрију нуде још један приступ изради чврстих, високоперформантних делова, што указује на разноврсност доступних технологија обраде материјала које имају произвођачи аутомобила.

Аутомобилске примене: од погонског система до унутрашњих делова

Јединствена својства магнезијума ливеног под притиском довела су до његове примене у низу аутомобилских компоненти где смањење масе доноси јасну конкурентску предност. Произвођачи аутомобила користе овај материјал да побољшају све – од потрошње горива до динамике возила. Примена се простире кроз цео аутомобил, од моторног простора до простора за путнике.

У системима за пренос снаге, магнезијум се користи за компоненте који имају користи од тога што су истовремено лаки и чврсти. Кућишта трансмисије, кућишта муффе и блокови мотора су типични примери. Лакши пренос снаге смањује укупну тежину возила и може побољшати расподелу тежине, што доводи до боље управљивости. Како се индустрија помера ка електричним возилима, магнезијум постаје још важнији за делове као што су кућишта мотора и кућишта батерија, где је смањење тежине од суштинског значаја за максимизацију дometа возила.

У унутрашњости возила, магнезијум пружа структурну подршку не додајући непотребну тежину. Уобичајене примене у интеријеру укључују:

• Греде инструмент панела: Ове велике, комплексне конструкције подржавају таблу са инструментима, ваздушни јастук и волан. Коришћење магнезијума омогућава јаку, једноделну конструкцију која је значајно лакша од вишеделне челичне конструкције.
• Кораци волана: Unutrašnji okvir volana mora biti jak i krut iz bezbednosnih razloga. Magnezijum obezbeđuje tu čvrstoću, a istovremeno održava laganim i osetljivim upravljački sklop.
• Okviri sedišta: Smanjenje mase sedišta smanjuje ukupnu težinu vozila i može ih učiniti lakšim za podešavanje. Okviri od magnezijuma nude potrebnu izdržljivost da zadovolje stroge standarde bezbednosti.
• Nosači centralne konzole: Magnezijum se koristi za razne nosače i kućišta unutar centralne konzole, doprinoseći postepenom ali važnom smanjenju mase.

Magnezijum se takođe koristi za strukturne i karoserijske komponente poput nosača radijatora, podramova i unutrašnjih okvira vrata. Strategijskom zamena težih materijala na ovim mestima, proizvođači automobila mogu ostvariti svoje ciljeve olakšanja bez kompromisa u pogledu bezbednosti ili strukturne čvrstoće vozila.

Često postavljana pitanja

1. Da li je magnezijum dobar za delove automobila?

Да, магнезијум је одличан за многе делове аутомобила, нарочито када је примарни циљ смањење тежине. Однос чврстоће и тежине чини га идеалним за компоненте попут средишњих делова волана, носача инструмент панела, оквира седишта и кућишта трансмисије, што доводи до побољшања ефикасности потрошње горива и вођења возила.

2. Да ли се магнезијум може ливети под притиском?

Апсолутно. Ливење под притиском, посебно ливење под високим притиском (HPDC), једна је од најчешћих и најефикаснијих метода за производњу делова од магнезијума. Овај процес омогућава израду сложених, танкозидних компонената са високом прецизношћу и брзином погодном за масовну производњу.

3. Која је недостатак легуре магнезијума?

Главне недостатке легура магнезијума укључују нижу отпорност на корозију у односу на алуминијум и већу цену материјала. Захтева заштитне премазе како би се спречила галванска корозија, нарочито када је у контакту са другим металима. Такође има нижу апсолутну чврстоћу и дуктилност у односу на неке легуре алуминијума и челика.

4. Зашто користити магнезијум уместо алуминијума?

Примарни разлог за избор магнезијума у односу на алуминијум је боље уштеде у тежини. Магнезијум је отприлике 33% лакши од алуминијума, тако да када је смањење масе најкритичнији фактор у дизајну — као што је случај у аеропростору или возилима високих перформанси — магнезијум је често предности избор упркос вишој цени и потреби за заштитом од корозије.