1 De toepassing van aluminiumlegering in de auto-industrie
Momenteel wordt meer dan 12% tot 15% van het wereldwijde aluminiumverbruik gebruikt door de auto-industrie, waarbij sommige ontwikkelde landen zelfs meer dan 25% gebruiken. In 2002 verbruikte de gehele Europese auto-industrie jaarlijks meer dan 1,5 miljoen ton aluminiumlegering. Ongeveer 250.000 ton werd gebruikt voor de productie van carrosserieën, 800.000 ton voor de productie van transmissiesystemen voor auto's en nog eens 428.000 ton voor de productie van aandrijf- en ophangingssystemen voor voertuigen. Het is duidelijk dat de auto-industrie de grootste afnemer van aluminium is geworden.
2 Technische vereisten voor aluminium stansplaten bij het stansen
2.1 Vorm- en matrijsvereisten voor aluminiumplaten
Het vormingsproces voor aluminiumlegeringen is vergelijkbaar met dat van gewone koudgewalste platen, met de mogelijkheid om afvalmateriaal en aluminiumschroot te verminderen door processen toe te voegen. Er zijn echter verschillen in de matrijsvereisten ten opzichte van koudgewalste platen.
2.2 Langdurige opslag van aluminiumplaten
Na veroudering neemt de vloeigrens van aluminiumplaten toe, waardoor de verwerkbaarheid van de randen afneemt. Overweeg bij het maken van matrijzen het gebruik van materialen die voldoen aan de hoogste specificatie-eisen en voer een haalbaarheidsonderzoek uit vóór de productie.
De rek- en roestwerende olie die voor de productie wordt gebruikt, is gevoelig voor verdamping. Na opening van de verpakking van het vel moet deze direct worden gebruikt of worden gereinigd en geolied vóór het stansen.
Het oppervlak is gevoelig voor oxidatie en mag niet in de open lucht worden opgeslagen. Speciaal beheer (verpakking) is vereist.
3 Technische vereisten voor aluminium stempelplaten bij het lassen
De belangrijkste lasprocessen bij de assemblage van aluminiumlegeringen zijn onder meer weerstandslassen, CMT-koudeovergangslassen, TIG-lassen (wolfraaminertgas), klinken, ponsen en slijpen/polijsten.
3.1 Lassen zonder klinknagels voor aluminiumplaten
Aluminium plaatcomponenten zonder klinknagels worden gevormd door koude extrusie van twee of meer lagen metaalplaat met behulp van drukapparatuur en speciale mallen. Dit proces creëert ingebedde verbindingspunten met een bepaalde trek- en schuifsterkte. De dikte van de verbindingsplaten kan gelijk of verschillend zijn en ze kunnen lijmlagen of andere tussenlagen hebben, met dezelfde of verschillende materialen. Deze methode zorgt voor goede verbindingen zonder dat er hulpstukken nodig zijn.
3.2 Weerstandslassen
Momenteel wordt bij weerstandlassen van aluminiumlegeringen over het algemeen gebruikgemaakt van middenfrequente of hoogfrequente weerstandslasprocessen. Dit lasproces smelt het basismetaal binnen het diameterbereik van de laselektrode in extreem korte tijd om een smeltbad te vormen.
Laspunten koelen snel af om verbindingen te vormen, met minimale kans op aluminium-magnesiumstof. De meeste geproduceerde lasrook bestaat uit oxidedeeltjes van het metaaloppervlak en oppervlakteverontreinigingen. Tijdens het lasproces is er lokale afzuiging om deze deeltjes snel in de atmosfeer af te voeren, en de afzetting van aluminium-magnesiumstof is minimaal.
3.3 CMT Koud Overgangslassen en TIG-lassen
Deze twee lasprocessen produceren, dankzij de bescherming van inert gas, kleinere aluminium-magnesiummetaaldeeltjes bij hoge temperaturen. Deze deeltjes kunnen onder invloed van de boog in de werkomgeving terechtkomen, waardoor er een risico op aluminium-magnesiumstofexplosie ontstaat. Daarom zijn voorzorgsmaatregelen en maatregelen ter voorkoming en behandeling van stofexplosies noodzakelijk.
4 Technische vereisten voor aluminium stansplaten bij het kantwalsen
Het verschil tussen het walsen van aluminiumlegeringen en het walsen van gewone koudgewalste plaat is aanzienlijk. Aluminium is minder ductiel dan staal, dus overmatige druk tijdens het walsen moet worden vermeden en de walssnelheid moet relatief laag zijn, doorgaans 200-250 mm/s. Elke walshoek mag niet groter zijn dan 30° en V-vormig walsen moet worden vermeden.
Temperatuurvereisten voor het walsen van aluminiumlegeringen: Dit moet gebeuren bij een kamertemperatuur van 20 °C. Onderdelen die direct uit de koelcel komen, mogen niet direct aan het kantwalsen worden onderworpen.
5 vormen en kenmerken van kantwalsen voor aluminium stansplaten
5.1 Vormen van kantwalsen voor aluminium stansplaten
Conventioneel walsen bestaat uit drie stappen: het voorwalsen, het secundair voorwalsen en het afwalsen. Dit wordt meestal toegepast wanneer er geen specifieke sterkte-eisen zijn en de hoeken van de buitenplaatflens normaal zijn.
Europees walsen bestaat uit vier stappen: initieel voorrollen, secundair voorrollen, eindrollen en Europees walsen. Dit wordt meestal gebruikt voor het walsen aan de lange kant, zoals voor- en achteromslagen. Europees walsen kan ook worden gebruikt om oppervlaktedefecten te verminderen of te elimineren.
5.2 Kenmerken van het kantrollen voor aluminium stansplaten
Bij walsapparatuur voor aluminiumonderdelen moeten de onderste mal en het inzetblok regelmatig worden gepolijst en onderhouden met schuurpapier van 360-545 gram, om ervoor te zorgen dat er geen aluminiumresten op het oppervlak achterblijven.
6 verschillende oorzaken van defecten veroorzaakt door het kantrollen van aluminium stansplaten
In de tabel worden verschillende oorzaken van defecten door het kantrollen van aluminium onderdelen weergegeven.
7 technische vereisten voor het coaten van aluminium stempelplaten
7.1 Principes en effecten van waterwaspassivering voor aluminium stansplaten
Passivering met waterwassing verwijst naar het verwijderen van de natuurlijk gevormde oxidehuid en olievlekken op het oppervlak van aluminium onderdelen. Door een chemische reactie tussen aluminiumlegering en een zure oplossing ontstaat een dichte oxidehuid op het werkstukoppervlak. De oxidehuid, olievlekken, lassen en lijmverbindingen op het oppervlak van aluminium onderdelen na het stansen hebben allemaal invloed. Om de hechting van lijmen en lassen te verbeteren, wordt een chemisch proces gebruikt om langdurige lijmverbindingen en een stabiele weerstand op het oppervlak te behouden, wat resulteert in een betere las. Daarom moeten onderdelen die laserlassen, koudmetaalovergangslassen (CMT) en andere lasprocessen vereisen, een passivering met waterwassing ondergaan.
7.2 Processtroom van waterwaspassivering voor aluminiumstansplaten
De apparatuur voor passivering met waterwassing bestaat uit een ontvettingsruimte, een industriële waterwassing, een passiveringsruimte, een spoelruimte met schoon water, een droogruimte en een afzuigsysteem. De te behandelen aluminium onderdelen worden in een wasmand geplaatst, vastgezet en in de tank neergelaten. In de tanks met verschillende oplosmiddelen worden de onderdelen herhaaldelijk gespoeld met alle werkoplossingen die zich in de tank bevinden. Alle tanks zijn uitgerust met circulatiepompen en sproeiers om een gelijkmatige spoeling van alle onderdelen te garanderen. Het passiveringsproces met waterwassing verloopt als volgt: ontvetten 1 → ontvetten 2 → waterwassing 2 → waterwassing 3 → passiveren → waterwassing 4 → waterwassing 5 → waterwassing 6 → drogen. Aluminium gietstukken kunnen waterwassing 2 overslaan.
7.3 Droogproces voor waterwaspassivering van aluminium stansplaten
Het duurt ongeveer 7 minuten voordat de temperatuur van het onderdeel stijgt van kamertemperatuur naar 140 °C. De minimale uithardingstijd voor lijm bedraagt 20 minuten.
De aluminium onderdelen worden in ongeveer 10 minuten van kamertemperatuur naar de gewenste temperatuur gebracht. De gewenste temperatuur voor aluminium is ongeveer 20 minuten. Na het opwarmen wordt het gedurende ongeveer 7 minuten afgekoeld van de gewenste temperatuur naar 100 °C. Na het opwarmen wordt het afgekoeld tot kamertemperatuur. Het totale droogproces voor aluminium onderdelen duurt dus 37 minuten.
8 Conclusie
Moderne auto's evolueren in de richting van lichtgewicht, hogesnelheids-, veilige, comfortabele, goedkope, emissiearme en energiezuinige auto's. De ontwikkeling van de auto-industrie is nauw verbonden met energie-efficiëntie, milieubescherming en veiligheid. Met het toenemende bewustzijn van milieubescherming bieden aluminium plaatmaterialen ongeëvenaarde voordelen op het gebied van kosten, productietechnologie, mechanische prestaties en duurzame ontwikkeling ten opzichte van andere lichtgewicht materialen. Daarom zal aluminiumlegering het voorkeursmateriaal worden in de auto-industrie.
Bewerkt door May Jiang van MAT Aluminum
Plaatsingstijd: 18-04-2024
