1 Alumiiniseoksen käyttö autoteollisuudessa
Tällä hetkellä autoteollisuus käyttää yli 12–15 prosenttia maailman alumiinin kulutuksesta, ja joissakin kehittyneissä maissa osuus ylittää 25 prosenttia. Vuonna 2002 koko Euroopan autoteollisuus kulutti yli 1,5 miljoonaa tonnia alumiiniseosta vuodessa. Noin 250 000 tonnia käytettiin korin valmistukseen, 800 000 tonnia autojen voimansiirtojärjestelmien valmistukseen ja lisäksi 428 000 tonnia ajoneuvojen veto- ja jousitusjärjestelmien valmistukseen. On selvää, että autoteollisuudesta on tullut suurin alumiinimateriaalien kuluttaja.
2 Tekniset vaatimukset alumiinileimauslevyille leimaamisessa
2.1 Alumiinilevyjen muovaus- ja muottivaatimukset
Alumiiniseoksen muovausprosessi on samanlainen kuin tavallisten kylmävalssattujen levyjen muovausprosessi, jossa on mahdollisuus vähentää jätemateriaalin ja alumiiniromun syntymistä lisäämällä prosesseja. Muottien vaatimuksissa on kuitenkin eroja kylmävalssattuihin levyihin verrattuna.
2.2 Alumiinilevyjen pitkäaikainen varastointi
Vanhenemisen jälkeen alumiinilevyjen myötöraja kasvaa, mikä heikentää niiden reunanmuodostuskykyä. Kun teet muotteja, harkitse materiaalien käyttöä, jotka täyttävät ylemmän eritelmän vaatimukset, ja suorita toteutettavuusvarmistus ennen tuotantoa.
Tuotannossa käytetty venytysöljy/ruosteenestoöljy on altis haihtumiselle. Arkkipakkauksen avaamisen jälkeen se tulee käyttää välittömästi tai puhdistaa ja öljytä ennen leimaamista.
Pinta on altis hapettumiselle, eikä sitä saa säilyttää avoimessa paikassa. Erikoishallinta (pakkaus) vaaditaan.
3 Tekniset vaatimukset alumiinileimauslevyille hitsauksessa
Tärkeimmät hitsausprosessit alumiiniseosrunkojen kokoonpanon aikana sisältävät vastushitsauksen, CMT-kylmäsiirtymähitsauksen, volframi-inerttikaasuhitsauksen (TIG), niittauksen, lävistyksen ja hionta/kiillotus.
3.1 Alumiinilevyjen hitsaus ilman niittausta
Alumiinilevykomponentit ilman niittausta muodostetaan kylmäpursottamalla kahdesta tai useammasta metallilevykerroksesta painelaitteita ja erityisiä muotteja käyttäen. Tämä prosessi luo upotettuja liitoskohtia, joilla on tietty veto- ja leikkauslujuus. Liitoslevyjen paksuus voi olla sama tai eri, ja niissä voi olla liimakerroksia tai muita välikerroksia, joiden materiaalit ovat samat tai erilaiset. Tämä menetelmä tuottaa hyvät liitännät ilman apuliittimien tarvetta.
3.2 Vastushitsaus
Tällä hetkellä alumiiniseosvastushitsauksessa käytetään yleensä keskitaajuisia tai suurtaajuisia vastushitsausprosesseja. Tämä hitsausprosessi sulattaa epäjaloa metallia hitsauselektrodin halkaisija-alueella erittäin lyhyessä ajassa, jolloin muodostuu hitsausallas,
hitsauspisteet jäähtyvät nopeasti muodostaen liitoksia, jolloin alumiini-magnesiumpölyn muodostuminen on minimaalista. Suurin osa syntyvistä hitsaushuuruista koostuu metallipinnan oksidihiukkasista ja pinnan epäpuhtauksista. Hitsausprosessin aikana on paikallinen poistoilmanvaihto, joka poistaa nämä hiukkaset nopeasti ilmakehään, ja alumiini-magnesiumpölyä kertyy mahdollisimman vähän.
3.3 CMT-kylmäsiirtymähitsaus ja TIG-hitsaus
Nämä kaksi hitsausprosessia tuottavat inertin kaasun suojauksen ansiosta pienempiä alumiini-magnesiummetallihiukkasia korkeissa lämpötiloissa. Nämä hiukkaset voivat roiskua työympäristöön kaaren vaikutuksesta ja aiheuttaa alumiini-magnesiumpölyräjähdysvaaran. Siksi varotoimet ja toimenpiteet pölyräjähdyksen estämiseksi ja käsittelemiseksi ovat välttämättömiä.
4 Reunavalssattujen alumiinileimauslevyjen tekniset vaatimukset
Ero alumiiniseoksen reunavalssauksen ja tavallisen kylmävalssatun levyn reunavalssauksen välillä on merkittävä. Alumiini on vähemmän sitkeä kuin teräs, joten liiallista painetta tulee välttää valssauksen aikana ja valssausnopeuden tulee olla suhteellisen hidas, tyypillisesti 200-250 mm/s. Jokainen vierintäkulma ei saa ylittää 30°, ja V-muotoista vierimistä tulee välttää.
Lämpötilavaatimukset alumiiniseosvalssaukselle: Se tulee suorittaa 20 °C:n huoneenlämpötilassa. Suoraan kylmävarastosta otettuja osia ei saa heti rullata reunaan.
5 Alumiinileimauslevyjen reunavalssauksen muotoja ja ominaisuuksia
5.1 Alumiinileimauslevyjen reunavalssausmuodot
Perinteinen valssaus koostuu kolmesta vaiheesta: ensimmäinen esivalssaus, toissijainen esivalssaus ja loppuvalssaus. Tätä käytetään yleensä silloin, kun erityisiä lujuusvaatimuksia ei ole ja levyn ulkolaipan kulmat ovat normaalit.
Eurooppalaistyylinen valssaus koostuu neljästä vaiheesta: ensimmäinen esivalssaus, toissijainen esivalssaus, loppuvalssaus ja eurooppalaistyylinen valssaus. Tätä käytetään tyypillisesti pitkän reunan rullaukseen, kuten etu- ja takakansiin. Eurooppalaista valssausta voidaan käyttää myös pintavikojen vähentämiseen tai poistamiseen.
5.2 Alumiinileimauslevyjen reunavalssauksen ominaisuudet
Alumiinikomponenttien valssauslaitteissa pohjamuotti ja sisäosa tulee kiillottaa ja huoltaa säännöllisesti 800-1200 # hiekkapaperilla varmistaakseen, ettei pinnalla ole alumiiniromua.
6 eri syitä alumiinileimausarkkien reunavierittymiseen liittyviin vioihin
Taulukossa on esitetty erilaisia alumiiniosien reunavierittymisen aiheuttamia vikoja.
7 Tekniset vaatimukset alumiinisten leimauslevyjen päällystämiselle
7.1 Alumiinileimauslevyjen vesipesupassivoinnin periaatteet ja vaikutukset
Vesipesupassivaatiolla tarkoitetaan luonnollisesti muodostuneen oksidikalvon ja öljytahrojen poistamista alumiiniosien pinnalta sekä alumiiniseoksen ja happaman liuoksen välisen kemiallisen reaktion kautta, jolloin työkappaleen pinnalle muodostuu tiheä oksidikalvo. Oksikalvo, öljytahrat, hitsaus ja liimaus alumiiniosien pinnalla leimaamisen jälkeen vaikuttavat kaikki. Liimojen ja hitsien tarttuvuuden parantamiseksi käytetään kemiallista prosessia, joka ylläpitää pitkäkestoisia liimaliitoksia ja pinnan vastustuskestävyyttä, jolloin saavutetaan parempi hitsaus. Siksi laserhitsausta, kylmämetallin siirtymähitsausta (CMT) ja muita hitsausprosesseja vaativille osille on tehtävä vesipesupassivointi.
7.2 Alumiinileimauslevyjen vesipesupassivoinnin prosessivirtaus
Vesipesun passivointilaitteisto koostuu rasvanpoistoalueesta, teollisuusvesipesulasta, passivointialueesta, puhtaan veden huuhtelualueesta, kuivausalueesta ja poistojärjestelmästä. Käsiteltävät alumiiniosat laitetaan pesukoriin, kiinnitetään ja lasketaan säiliöön. Eri liuottimia sisältävissä säiliöissä osat huuhdellaan toistuvasti kaikilla säiliössä olevilla työliuoksilla. Kaikki säiliöt on varustettu kiertovesipumpuilla ja suuttimilla varmistaakseen kaikkien osien tasaisen huuhtelun. Vesipesun passivointiprosessin kulku on seuraava: rasvanpoisto 1 → rasvanpoisto 2 → vesipesu 2 → vesipesu 3 → passivointi → vesipesu 4 → vesipesu 5 → vesipesu 6 → kuivaus. Alumiinivalut voivat ohittaa vesipesun 2.
7.3 Kuivausprosessi alumiinisten leimauslevyjen vesipesupassivoinnissa
Osan lämpötilan kohoaminen huoneenlämmöstä 140°C:een kestää noin 7 minuuttia ja liimojen minimikovettumisaika on 20 minuuttia.
Alumiiniosat nostetaan huoneenlämmöstä pitolämpötilaan noin 10 minuutissa ja alumiinin pitoaika on noin 20 minuuttia. Pidon jälkeen se jäähdytetään itsestään pitolämpötilasta 100 °C:seen noin 7 minuutin ajaksi. Pidon jälkeen se jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Siksi alumiiniosien koko kuivausprosessi on 37 minuuttia.
8 Johtopäätös
Nykyaikaiset autot etenevät kohti kevyitä, nopeita, turvallisia, mukavia, edullisia, vähäpäästöisiä ja energiatehokkaita suuntia. Autoteollisuuden kehitys liittyy läheisesti energiatehokkuuteen, ympäristönsuojeluun ja turvallisuuteen. Kun tietoisuus ympäristönsuojelusta kasvaa, alumiinilevymateriaaleilla on vertaansa vailla olevia etuja kustannusten, valmistustekniikan, mekaanisen suorituskyvyn ja kestävän kehityksen suhteen verrattuna muihin kevyisiin materiaaleihin. Siksi alumiiniseoksesta tulee suositeltu kevyt materiaali autoteollisuudessa.
Toimittanut May Jiang, MAT Aluminium
Postitusaika: 18.4.2024
