Industria automobilelor evoluează rapid. Mașinile nu mai sunt doar cai putere și vopsea lucioasă. Astăzi, este vorba de eficiență, durabilitate și inginerie inteligentă. Acesta este momentul în care aliajele de aluminiu pentru producția de automobile sunt aduse în prim-plan.

De ce aluminiul înlocuiește materialele tradiționale

Oțelul a avut o perioadă bună, nu există nicio îndoială. Dar aluminiul este harnic ca noul atlet care este mai ușor, mai rapid și uimitor de puternic. Producătorii de automobile au recurs la presiunea dezvoltării pentru a face vehiculele mai ușoare, mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil și pentru a dezvolta limite de emisii ridicate. aliajele de aluminiu pentru fabricarea automobilelor au un scor mai mare în toate aceste cutii decât Latino.

Evoluția utilizării aluminiului în vehicule

Pe vremuri, aluminiul era destinat exclusiv automobilelor de lux/performanță. Astăzi, mergeți oriunde și veți fi uimiți să găsiți aluminiu peste tot, în piese de caroserie, blocuri motor și așa mai departe. Aliaje de aluminiu pentru fabricarea automobilelor nu au fost niciodată mai ieftine și mai versatile datorită metodelor moderne ale industriei de producție.

Ce sunt aliajele de aluminiu?

Să explicăm mai simplu. Aliajele de aluminiu conțin un amestec de aluminiu cu alte elemente pentru a crește anumite proprietăți.

Aluminiu pur vs aliaje de aluminiu

Aluminiul pur este ușor, rezistent la coroziune și moale. Nu se potrivește vehiculelor care sunt supuse la stres, căldură și șocuri constante. Producătorii vor produce aliaje mai puternice, mai rezistente și mai durabile prin includerea altor componente precum magneziu, siliciu, cupru sau zinc.

Rolul elementelor de aliere

A considera elemente precum aliajul ca mirodenii într-o rețetă. Magneziul, siliciul și, respectiv, zincul au fost adăugate în picături de rezistență, capacitate de turnare și duritate. Toate combinațiile au o aplicație diferită în industria automobilelor.

De ce producția de automobile depinde de aliajele de aluminiu

Avantaj de greutate redusă

Unul dintre obiectivele cheie ale designului auto contemporan este reducerea greutății vehiculului, iar prin utilizarea aliajelor de aluminiu, acest lucru este realizabil, deoarece greutatea este cu 30-50 mai mică decât cea a oțelului. O astfel de reducere îmbunătățește accelerația, manevrabilitatea, frânarea și întreaga dinamică a condusului, pe lângă creșterea economiei de combustibil.

Eficiența combustibilului și reducerea emisiilor

Mașinile mai mici au nevoie de mai puțină energie pentru a se deplasa, ceea ce are ca efect direct creșterea eficienței consumului de combustibil, precum și reducerea ratei emisiilor de gaze cu efect de seră. În cazul vehiculelor electrice, o astfel de scădere a greutății nu numai că extinde autonomia bateriei, dar, de asemenea, face ca vehiculul să funcționeze mai bine și duce la o mai bună sustenabilitate, ceea ce face ca aliajele de aluminiu să fie o necesitate în mașinile ecologice moderne.

Siguranță și performanță structurală 

Aliajele de aluminiu sunt mai puternice decât par a fi; ele sunt ușoare. Absorb și disipă eficient impactul coliziunilor, prin urmare sunt bune în zonele de deformare, cadre și alte părți structurale în care oferă siguranță fără a reduce greutatea și performanța mașinilor.

Clasificarea aliajelor de aluminiu pentru fabricarea autovehiculelor

Aliaje de aluminiu forjat

Aliajele de aluminiu forjat se doresc a fi netezite fie prin laminare, extrudare sau forjare, procese care le îmbunătățesc structura granulelor și le sporesc rezistența. Ele sunt potrivite în designul caroseriilor auto, componentelor șasiului, cadrelor, precum și în alte părți structurale care au portanță.

Aliaje de aluminiu turnat

Aliajele de aluminiu turnat sunt realizate prin topirea metalului și turnarea acestuia în matrițe pentru a schița forme complicate. Este posibil să existe modele complicate și toleranțe ridicate și, prin urmare, aliajele turnate sunt ideale în ceea ce privește blocul motor, capetele cilindrilor, carcasele transmisiei și alte piese complexe din industria auto.

Înțelegerea seriei de aliaje de aluminiu

Seria 1xxx

1xxx este fabricat din aluminiu aproape pur, cu o bună rezistență la coroziune și caracteristici ușoare. Cu toate acestea, are o rezistență scăzută și nu poate fi utilizat structural; prin urmare, este aplicat în principal în piese care nu suportă sarcini din industria auto.

Seria 2xxx

Aliajele din seria 2xxx sunt aliaje pe bază de cupru, care sunt puternice și cu performanțe mecanice ridicate. Cu toate acestea, ele sunt mai puțin rezistente la coroziune, prin urmare sunt aplicate selectiv în componente auto de înaltă performanță sau structurale.

Seria 3xxx

Seria 3xxx sunt aliaje de aluminiu care au fost întărite prin utilizarea manganului și care au o formabilitate excepțională și o rezistență mediocră. Acestea sunt utilizate în principal în schimbătoare de căldură pentru automobile, panouri de caroserie pentru automobile și alte piese pentru automobile care necesită rezistență la coroziune și o capacitate de a fi formate cu ușurință.

Seria 5xxx

Aliajele de aluminiu din seria 5xxx sunt pe bază de magneziu și oferă un amestec puternic de anti-coroziune și durabilitate, prin urmare sunt potrivite și foarte preferate de panourile caroseriei auto.

Seria 6xxx

Seria este foarte versatilă cu siliciu și magneziu. Aceasta constituie baza aluminiului auto în prezent.

Seria 7xxx

Seria 7xxx sunt aliaje pe bază de aluminiu și au o rezistență ridicată în ceea ce privește zincul și sunt cel mai bine utilizate ca o mașină sport sau componentă auto care necesită cea mai mare integritate structurală și rezistență.

Cele mai eficiente aliaje de aluminiu pentru producția de automobile

Aliaje de aluminiu din seria 5xxx

Aliajele din seria 5xxx au o rezistență foarte bună la coroziune și rezistență și ar trebui să fie utilizate acolo unde automobilul are părți mari, cum ar fi exteriorul, care sunt expuse la umiditate, săruri rutiere și condiții de mediu în schimbare.

Aplicații în panourile auto 

Piesele de caroserie, capotele și ușile auto au aliaje din seria 5xxx deoarece sunt ușoare și au o bună formabilitate și durabilitate, precum și păstrează calitatea suprafeței în manipularea lor.

Aliaje de aluminiu din seria 6xxx

Aliajele de aluminiu din seria 6xxx au fost cele mai utile în industria auto care oferă o rezistență excelentă, rezistență la coroziune și fabricare și, prin urmare, utilizate pe scară largă în părțile structurale și exterioare ale unui vehicul.

Echilibru între rezistență și formabilitate 

Aliajele sunt o combinație perfectă de rezistență și flexibilitate. Ele pot fi tratate termic și extrudate cu ușurință, ceea ce înseamnă că au fost bine adaptate la cadre, structuri ale caroseriei și sisteme de gestionare a accidentelor, unde fiabilitatea și precizia sunt importante.

Aliaje de aluminiu din seria 7xxx

Acest lucru se datorează faptului că aliajele de aluminiu din seria 7xxx sunt cele mai grele în producția de automobile, cu rezistența lor ultra-înaltă și proprietățile lor mecanice bune au contribuit la adecvarea lor în producția de produse care necesită o mare întreținere și aplicații, care implică greutate redusă și performanță.

Vehicule sport și de înaltă performanță 

Mașinile sport și de înaltă performanță utilizează pe scară largă aceste aliaje deoarece este necesară o rezistență maximă. Ele întăresc sistemele de suspensie, piesele șasiului și alte piese cu o structură care suportă tensiuni ridicate pentru a asigura cea mai bună manevrabilitate, stabilitate și siguranță în situații de conducere extreme.

Aliaje aluminiu-siliciu turnate 

Aliajele aluminiu-siliciu cu adaos de siliciu sunt aliaje aluminiu-siliciu turnate care au o capacitate de turnare sporită, o contracție mai mică și o rezistență sporită la uzură. Aceste caracteristici le fac ideale în producția de produse auto sofisticate, ale căror forme sunt precise și durabilitatea lor rămâne stabilă.

Componente ale motorului și trenului de rulare 

Aliajele aluminiu-siliciu au o dependență ridicată de piesele de motor și de transmisie, cum ar fi blocurile motorului, capetele cilindrilor și carcasele transmisiei. Acestea sunt eficiente, performante și fiabile datorită greutății lor reduse, combinată cu rezistența la căldură și uzură.

Aliaje de aluminiu vs. oțel în producția de automobile

Compararea greutății

Aluminiul este mult mai ușor decât oțelul și acest lucru înseamnă că mașinile nu trebuie să adauge greutate pentru a crește greutatea totală a unui vehicul. Greutatea redusă înseamnă o mai bună accelerare, frânare, manevrabilitate, consum redus de combustibil și creșterea autonomiei, în special în cazul mașinilor electrice și hibride.

Considerații privind costurile și fabricarea 

În ciuda costurilor inițiale mai mici ale materialelor, aluminiul oferă randamente financiare pe termen lung în ceea ce privește costurile scăzute ale combustibilului, reducerea sancțiunilor pentru emisii și reciclabilitatea ridicată. Pe durata de viață a unui vehicul, aluminiul poate fi un parteneriat mai rentabil între producători și consumatori.

Compromisuri de performanță

În unele cazuri de aplicații cu rezistență ultra-înaltă, în special atunci când trebuie să se obțină o rezistență la sarcini mari, oțelul continuă să aibă performanțe bune. Cu toate acestea, noile aliaje de aluminiu progresează, de asemenea, la o rată ridicată, care oferă rezistențe similare cu o greutate mai mică, devenind astfel destul de competitive în componentele structurale și de siguranță ale automobilelor.

Procese de fabricație pentru aliaje de aluminiu

Turnare

Metalul topit poate fi turnat în matrițe bine definite pentru a forma structuri complexe cu forme rigide și toleranțe foarte mici ale componentelor din industria auto, ceea ce face ca turnarea să fie cea mai bună metodă de utilizat. Procesul este aplicat în mod normal la blocurile motor, carcasele transmisiei și piesele structurale.

Extrudare

Procesele de extrudare utilizează o matriță turnată pentru a presa aluminiu în vederea producerii de piese în formă de profil pe o distanță mare, cu uniformitate în forma lor. Este ideal în producția de șine, grinzi și cadre pentru automobile, unde secțiunile transversale trebuie să fie constante, de înaltă rezistență și cu un nivel ridicat de precizie dimensională.

Laminare și ștanțare

Prelucrarea aluminiului prin laminare și ștanțare transformă foile de aluminiu în componente subțiri și modelate într-un panou plat. Panourile caroseriei automobilelor, capotele, ușile și piesele de aruncare din tablă cu o suprafață netedă și precizie de formare sunt în mod obișnuit finisate prin aceste metode.

Sustenabilitatea și reciclarea aliajelor de aluminiu

Beneficii pentru mediu

Reciclarea aluminiului este foarte durabilă, deoarece acesta poate fi reciclat la nesfârșit fără a-și pierde puterea sau calitatea. Reciclarea aluminiului utilizează cu până la 95% mai puțină energie în comparație cu prelucrarea aluminiului nou, iar emisiile de gaze cu efect de seră și creșterea mediului sunt reduse considerabil.

Reciclarea în circuit închis în fabricile de automobile 

De asemenea, companiile din industria automobilelor plantează cicluri din ce în ce mai apropiate de reciclare, prin care deșeurile de aluminiu utilizate în producție sunt capturate, topite și utilizate în alte piese. Acest lucru ar reduce deșeurile, costul materialelor și ar facilita procesul de producție durabilă în întregul proces de fabricație a unui vehicul.

Provocările utilizării aliajelor de aluminiu în vehicule

Probleme legate de îmbinare și sudare

Aluminiul este un material care nu poate fi ușor sudat așa cum poate fi sudat oțelul, iar acest lucru necesită utilizarea unor instrumente de ultimă generație, cum ar fi sudarea cu laser, prin fricțiune și prin adeziv structural. Aceste operațiuni necesită resurse umane talentate, utilaje exacte și o supraveghere strictă în producția de automobile.

Costuri de reparare și întreținere.

Automobilele fabricate din aliaje de aluminiu necesită, de obicei, echipamente speciale de reparații și personal calificat. Reparațiile pe caroserii sunt mai costisitoare și necesită mai mult timp decât structurile vehiculelor tradiționale pe bază de oțel, iar caroseriile necesită formare și echipamente. 

Tendințe viitoare în aliajele de aluminiu pentru producția de automobile

Vehiculele electrice și cererea de aluminiu

Pachetele de baterii cântăresc mult în vehiculele electrice, iar greutatea este compensată cu ajutorul aluminiului, care reduce masa vehiculului. Pe măsură ce vehiculele electrice devin mai populare în rândul populației mondiale, producătorii se bazează din ce în ce mai mult pe aluminiu pentru a spori autonomia, performanța și eficiența energetică generală a produselor lor.

Aliaje avansate de aluminiu de înaltă rezistență 

Aliajele îmbunătățite de înaltă rezistență din aluminiu sunt concepute pentru a obține o ușurință, o durabilitate și o rezistență la impact impresionante. Materialele permit producătorilor să înlocuiască piesele din oțel, ceea ce îmbunătățește siguranța, eficiența și flexibilitatea designului în automobilele moderne.

Concluzie

Aliajele de aluminiu pentru automobile nu mai sunt materiale opționale; ele sunt acum necesare. Deoarece pot susține revoluția vehiculelor electrice pentru a spori eficiența consumului de combustibil, aliajele de aluminiu definesc viitorul mobilității. Aceste materiale vor deveni în continuare mai puternice și mai inteligente și chiar mai durabile pe măsură ce tehnologia crește. Autostrada este lină, economică și, fără îndoială, din aluminiu.

Întrebări frecvente

Deci, de ce să nu folosim oțel în loc de aliaj de aluminiu?

Motivele sunt că acestea reduc greutatea vehiculelor, sporesc eficiența consumului de combustibil și reduc emisiile.

Care este cea mai comună serie de aliaje de aluminiu utilizate în automobile?

Seria 6xxx datorită echilibrului său ridicat de rezistență, formabilitate și rezistență la coroziune.

Vehiculele din aliaj de aluminiu sunt sigure?

Da, aliajele de aluminiu sunt eficiente în absorbția energiei de impact și sunt sigure și securizate.

Putem recicla aluminiul utilizat în automobile?

Absolut. Aluminiul poate fi reciclat în întregime, păstrându-și toate proprietățile.

Oțelul va fi înlocuit în totalitate de aluminiu în automobile?

Nu va fi pe deplin, dar locul său în vehiculele electrice și în modelele ușoare nu va face decât să crească.

 

Contactați-ne