Schmieden von Aluminiumlegierungen im Automobilbau

Mit der Entwicklung der Automobilindustrie steigt der weltweite Autobesitz von Jahr zu Jahr, und es entstehen auch alle Arten von Elektrofahrzeugen. Die daraus resultierende Energiekrise, Luftverschmutzung und Klimaerwärmung werden immer ernster, und die Politik und die Vorschriften der Regierungen zu Automobilemissionen werden immer strenger. Ob für Kraftstofffahrzeuge oder Elektrofahrzeuge, Fahrzeugleichtgewicht ist ein wichtiges Mittel, um die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten effektiv zu verbessern. Eine der wichtigsten Möglichkeiten besteht darin, Leichtmetallteile zu verwenden, um herkömmliche Stahlteile zu ersetzen, um die Emission von Kraftstofffahrzeugen zu reduzieren und die Lebensdauer von Elektrofahrzeugbatterien zu verbessern. Die Dichte der Aluminiumlegierung ist gering und ihre Dichte beträgt nur ein Drittel der von Stahl. Gleichzeitig sind seine Wärmeleitfähigkeit, Verarbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit besser als die von Stahl. Der primäre Gewichtsreduzierungseffekt typischer Aluminiumlegierungsteile kann 30% ~ 40% erreichen, und der sekundäre Gewichtsreduzierungseffekt kann weiter auf 50% erhöht werden. Die Hauptproduktionsprozesse von Aluminiumlegierungsteilen sind in Gießen und Schmieden unterteilt. Die durch Gießverfahren hergestellten Teile sind hauptsächlich Schale und Stütze, wie Motorzylinderkopf, Getriebeschale, Lenkgetriebeschale, Motorhalterung, Lenkgetriebeunterstützung usw.; Die im Schmiedeprozess hergestellten Teile sind hauptsächlich Teile mit hohen mechanischen Leistungsanforderungen, wie Räder, Fahrwerksaufhängungssystem-Steuerarm, Achsschenkel, Luftkompressor-Scroll usw.

Der Standard der Aluminiumlegierung wird von der National Aluminum Industry Association (ISO) hergestellt, und der Standard der Aluminiumknetlegierung (AA) ist von der International Aluminum Industry Association registriert. Der Standard für die Bezeichnung von Aluminiumknetlegierung in China ist GB / T 16474-2011 Knetaluminium und Aluminiumlegierung Bezeichnung. Darüber hinaus umfassen relevante nationale Normen GB / T 3190-2020 geschmiedete Aluminium- und Aluminiumlegierungschemiezusammensetzung und GB / T 33910-2017 extrudierte Aluminium- und Aluminiumlegierungsprofile für Automobile. Die Materialqualitäten der typischen Automobil-Aluminium-Schmiedeteile sind hauptsächlich 6-Serie, wie 6060, 6061, 6066 und 6082. Einige Produkte benötigen auch 2-Serie, 4-Serie, 5-Serie und 7-Serie-Materialien, wie 2014, 4032, 5754 und 7075.

Typische Automobil-Aluminium-Schmiedeteile und Umformprozess integrales Rad Aluminiumlegierung integrales geschmiedetes Rad ist eine Art von Produkt, das kontinuierlich entwickelt wird, basierend auf den Anforderungen des Automobils Leichtbau, hohe Effizienz und Energieeinsparung. Es wird im Allgemeinen aus 6061 und 6082 Aluminiumlegierung hergestellt. Im Vergleich zum traditionellen Gussrad hat es eine bessere Mikrostruktur, geringes Gewicht, hohe Festigkeit und gute Oberflächenqualität. Aufgrund des komplexen Prozesses und der Investitionen in große Ausrüstungen bleiben die Herstellungskosten jedoch hoch, die nur in High-End-Pkw und Nutzfahrzeugen eingesetzt werden können. Der Umformprozess von integral geschmiedeten Rädern wählt in der Regel unterschiedliche Prozessabläufe nach unterschiedlichen Produktstrukturmerkmalen, Anwendungsszenarien und Chargen aus. Die gängigen Umformverfahren und deren Anwendungen auf dem Markt sind in Tabelle 1 dargestellt. Das integral geschmiedete Rad benötigt in der Regel eine Nachbearbeitung wie Wärmebehandlung, Bearbeitung und Oberflächenbehandlung nach dem Schmieden. Der T6-Wärmebehandlungsprozess (Feststoffbehandlung + künstliche Alterung) wird im Allgemeinen für die Wärmebehandlung verwendet, um die Festigkeit jedes Teils des Rades zu verbessern.

Steuerarm Automobil Steuerarm, auch bekannt als Schwinge, ist ein wichtiger Teil des Automobil-Fahrwerkssystems. Seine umfassenden mechanischen Eigenschaften spielen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit und Stabilität von Fahrzeugen. Es wird im Allgemeinen aus 6082 Aluminiumlegierung hergestellt. Der Querlenker ist in vorderen Querlenker und unteren Querlenker unterteilt. Der vordere Querlenker ist die Führung und Stütze der Aufhängung. Seine Verformung wirkt sich auf die Radpositionierung aus und verringert die Fahrstabilität; Der untere Querlenker dient hauptsächlich dazu, die Fahrzeugkarosserie und den Stoßdämpfer zu stützen und die Vibration während der Fahrt abzufedern. Die frühen Querlenker bestanden meist aus Gusseisen, Stahlguss oder Stahlblech durch Stanzen und Schweißen. Mit der Verbesserung der Materialverarbeitungstechnologie ersetzt der Steuerarm aus geschmiedeter Aluminiumlegierung allmählich den Stahlquerlenker und realisiert die Chargenanwendung auf mittel- und High-End-Fahrzeugen im In- und Ausland, wie japanisches Xuanyi, Xiaoke, Qijun, koreanisches Langdong, amerikanisches Iveo, Karneval, europäisches Suteng, Passat usw. Der typische Schmiedeprozess des Steuerarms aus Aluminiumlegierungen umfasst im Allgemeinen das Schneiden, Erhitzen, Platinenmachen, Umformen, Beschneiden, Wärmebehandlung und Oberflächenreinigung. Entsprechend der unterschiedlichen Form und Struktur der Produkte kann der Knüppelherstellungsprozess Walzenschmieden, Kreuzwalzen und andere Methoden anwenden, und einige Produkte müssen auch Biegen und Vorschmieden verwenden, um die Schwierigkeit des endgültigen Schmiedens zu verringern. Die Wärmebehandlung führt im Allgemeinen eine feste Lösung und Alterungsbehandlung durch, um die mechanischen Eigenschaften von Produkten zu verbessern. Das Kugelstrahlen oder Sandstrahlen kann zur Oberflächenreinigung eingesetzt werden, um die Oxidhaut auf der Werkstückoberfläche zu entfernen und die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks zu verbessern. Der Achsschenkel-Achsschenkel ist der wichtigste strukturelle Teil in der Vorderachsmontage des Automobils und im Vorderradaufhängungssystem. Er verbindet Vorderachse und Lenkung. Er trägt nicht nur das gesamte Gewicht des Automobils und überträgt die Lenkkraft, sondern trägt auch die Last, die durch den Aufprall des Bodens und des seitlichen Bremsens des Rades entsteht. Es ist eine starke Garantie für die Sicherheit des Automobils während der Fahrt. Der Achsschenkel ist ein komplexes Sicherheitsteil in den Fahrwerkskomponenten des Automobils. Der Schmiedeprozess des Lenkknöchels aus Aluminiumlegierung umfasst im Allgemeinen das Schneiden, das Erhitzen von Platinen, das Vorschmieden, das Endschmieden, das Trimmen, die Wärmebehandlung und die Oberflächenreinigung. Je nach Produktstruktur und Umformschwierigkeit kann eine Erwärmung oder Mehrfachheizung durchgeführt werden. Der Erwärmungsprozess kann vor jedem Prozess der Platinenherstellung, des Vorschmiedens und des Endschmiedens erfolgen. Die Wärmebehandlung nimmt im Allgemeinen auch feste Lösung und Alterungsbehandlung an. Der Entwicklungsprozess des Scrollplatten-Klimakompressors für Kraftfahrzeuge hat vier Generationen erlebt. Die erste Generation des Kompressors ist ein vertikaler Kolbenkompressor mit Hubkolben und entwickelte sich dann zur zweiten Generation von Taumelscheibe, Wippplatte und radialem Strahlungskompressor und entwickelte sich dann zur dritten Generation von Rotationskompressoren wie Drehschieber, Rollkolben, Schnecke und Dreiecksrotor. Jetzt wurde die vierte Generation des hocheffizienten Scrollverdichters seit mehr als 20 Jahren entwickelt und hat Industrialisierung und Großserienproduktion realisiert. Die Scroll-Disk (Abbildung 5) ist die Schlüsselkomponente des Scroll-Kompressors, die in bewegliche und stationäre Scheibe unterteilt werden kann. Das Material ist in der Regel 4032 Aluminium-Silizium-Legierung, mit komplexer Struktur und hohen Leistungsanforderungen. Gegenwärtig wird im Allgemeinen ein einstufiges oder zweistufiges Hinterdruckform- und Schmiedeverfahren im In- und Ausland verwendet, und einige Unternehmen verwenden auch das Flüssigformschmiedeverfahren.

Die Anwendung von Aluminiumlegierungsschmieden in der Automobilindustrie nimmt allmählich zu. Aufgrund des hohen Preises von Automobil-Aluminiumschmiedeteilen, die hauptsächlich in High-End-Modellen verwendet werden, ist die Gesamtmarktnachfrage jedoch nicht groß. Da die meisten Fahrzeughersteller auf dem internationalen Markt ausländische Unternehmen sind, ist es außerdem schwierig, in ihr Lieferantensystem einzutreten. Lange Zeit können die meisten inländischen Unternehmen, die Aluminiumlegierungsschmiedeteile herstellen, nur Produkte für den After-Sales-Markt anbieten, und die Anforderungen an die Produktqualität sind nicht hoch, Mangel an Leistung, um die Aluminiumschmiedetechnologie kontinuierlich zu verbessern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des automobilen Leichtbaus und der Elektrifizierung sehen sich die globalen Automobilhersteller einem immer härteren Wettbewerb und Kostendruck ausgesetzt. Immer mehr Aluminiumschmiedeprodukte werden direkt in China hergestellt, was inländischen Unternehmen mit Produktionskapazitäten für Aluminiumschmiedearbeiten beispiellose Entwicklungsmöglichkeiten bietet.