Bạn có thể tự hỏi: "Điều gì khiến nhôm trở nên phổ biến trong ngành ô tô?" hoặc "Điều gì ở nhôm khiến nó trở thành vật liệu tuyệt vời cho thân xe?" mà không nhận ra rằng nhôm đã được sử dụng trong sản xuất ô tô từ thuở sơ khai. Ngay từ năm 1889, nhôm đã được sản xuất với số lượng lớn và được đúc, cán, tạo hình trong ô tô.
Các nhà sản xuất ô tô đã nắm bắt cơ hội này để làm việc với một vật liệu dễ tạo hình hơn thép. Vào thời điểm đó, chỉ có các dạng nhôm tinh khiết hơn, đặc trưng là mềm hơn, có khả năng tạo hình tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn vượt trội, bền bỉ theo thời gian. Những yếu tố này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô đúc cát và tạo hình các tấm thân xe rộng lớn, sau đó được hàn và đánh bóng thủ công.
Đến giữa thế kỷ 20, một số nhà sản xuất ô tô danh tiếng nhất đã bắt đầu ứng dụng nhôm vào xe hơi, bao gồm Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes và Porsche.
Tại sao nên chọn nhôm cho ô tô?
Ô tô là những cỗ máy phức tạp bao gồm khoảng 30.000 bộ phận. Thân xe, hay bộ xương của xe, là bộ phận đắt tiền và quan trọng nhất trong sản xuất xe.
Chúng bao gồm các tấm ốp ngoài tạo hình dáng cho xe, và các tấm ốp trong đóng vai trò gia cố. Các tấm ốp này được hàn lại với nhau vào trụ và lan can. Thân xe sau đó bao gồm cửa trước và cửa sau, dầm động cơ, vòm bánh xe, cản xe, nắp capo, khoang hành khách, tấm ốp trước, trần xe và sàn xe.
Độ bền kết cấu là yêu cầu quan trọng nhất đối với thân xe. Tuy nhiên, thân xe cũng phải nhẹ, giá thành sản xuất phải chăng, chống gỉ sét và có những đặc tính hấp dẫn mà người tiêu dùng mong muốn, chẳng hạn như đặc tính hoàn thiện bề mặt tuyệt vời.
Nhôm đáp ứng được nhiều yêu cầu này vì một số lý do sau:
Tính linh hoạt
Nhôm tự nhiên là một vật liệu cực kỳ linh hoạt. Khả năng định hình và chống ăn mòn của nhôm giúp dễ dàng gia công và định hình.
Sản phẩm này cũng có nhiều dạng khác nhau như tấm nhôm, cuộn nhôm, tấm nhôm, ống nhôm, ống nhôm, kênh nhôm, dầm nhôm, thanh nhôm và góc nhôm.
Tính linh hoạt cho phép nhôm trở thành vật liệu được lựa chọn cho nhiều ứng dụng ô tô có thể yêu cầu các đặc điểm khác nhau, có thể là kích thước và hình dạng, độ bền kéo, đặc tính hoàn thiện hoặc khả năng chống ăn mòn.
Dễ thi công
Chất lượng hiệu suất và tính linh hoạt có thể được cải thiện thông qua nhiều quy trình chế tạo khác nhau, chẳng hạn như tôi luyện bằng lò nung, tôi luyện bằng phương pháp gia công và kết tủa, kéo, ủ, đúc, tạo hình và đùn. Công nghệ hàn cải tiến tiếp tục giúp việc ghép nối nhôm dễ dàng hơn với kết quả an toàn hơn.
Nhẹ và bền
Nhôm có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, nghĩa là nó nhẹ và bền. Xu hướng sử dụng nhôm trong ngành ô tô tập trung vào việc giảm trọng lượng xe, một mục tiêu chính trong ngành nhằm đáp ứng các mục tiêu phát thải nghiêm ngặt hơn.
Nghiên cứu do Drive Aluminum thực hiện khẳng định rằng nhôm trong xe hơi giúp giảm trọng lượng xe, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu và phạm vi hoạt động của xe điện (EV). Do nhu cầu của người tiêu dùng và các chính sách bảo vệ môi trường đang thúc đẩy sản xuất xe điện (EV), chúng ta có thể kỳ vọng nhôm trong thân xe sẽ tiếp tục tăng như một cách để bù đắp trọng lượng của pin và giảm lượng khí thải.
Khả năng hợp kim
Nhôm có thể được hợp kim hóa với nhiều nguyên tố khác nhau để tăng cường các đặc tính như độ bền, độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn, giúp tăng khả năng sử dụng trong sản xuất ô tô.
Nhôm được chia thành các nhóm hợp kim, được xác định bởi các nguyên tố hợp kim chính của chúng. Các nhóm hợp kim nhôm 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx và 7xxx đều bao gồm các hợp kim được sử dụng trong thân xe ô tô.
Danh sách các loại nhôm trong thân xe ô tô
1100
Nhôm dòng 1xxx là loại nhôm tinh khiết nhất hiện có. Với độ tinh khiết 99%, tấm nhôm 1100 cực kỳ dễ uốn. Nó cũng thể hiện khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Đây là một trong những hợp kim đầu tiên được sử dụng trong xe cộ và vẫn tiếp tục được sử dụng cho đến ngày nay, chủ yếu trong các vật liệu cách nhiệt.
2024
Dòng nhôm 2xxx được hợp kim hóa với đồng. 2024 thường được sử dụng trong sản xuất piston, bộ phận phanh, rôto, xi lanh, bánh xe và bánh răng vì nó có độ bền cao và khả năng chống mỏi tuyệt vời.
3003, 3004, 3105
Dòng nhôm mangan 3xxx có khả năng định hình tuyệt vời. Bạn thường thấy nhất là 3003, 3004 và 3105.
Thép 3003 có độ bền cao, khả năng định hình, gia công và kéo tốt. Nó thường được sử dụng làm ống dẫn, tấm ốp ô tô, cũng như đúc động cơ cho xe hybrid và xe điện.
Thép 3004 có nhiều đặc điểm giống với thép 3003 và có thể được sử dụng thêm cho tấm lưới tản nhiệt và bộ tản nhiệt.
3105 có khả năng chống ăn mòn, dễ định hình và đặc tính hàn tuyệt vời. Nó được sử dụng trong tấm thân xe, để làm chắn bùn, cửa ra vào và tấm ốp sàn.
4032
Dòng nhôm 4xxx được hợp kim hóa với silicon. 4032 sẽ được sử dụng cho piston, cuộn máy nén và các bộ phận động cơ vì nó có khả năng hàn và chống mài mòn tuyệt vời.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Dòng 5xxx là một trong những loại nhôm phổ biến nhất dùng cho thân xe ô tô. Nguyên tố hợp kim chính của nó là magie, được biết đến với khả năng tăng cường độ bền.
Màu 5005 xuất hiện ở các tấm ốp thân xe, bình nhiên liệu, tấm lái và đường ống.
Hợp kim 5052 được coi là một trong những hợp kim dễ sử dụng nhất và do đó xuất hiện trong rất nhiều linh kiện ô tô. Bạn sẽ thấy nó trong bình nhiên liệu, rơ moóc xe tải, tấm treo, tấm ốp trưng bày, giá đỡ, phanh đĩa và tang trống, và nhiều bộ phận ô tô không quan trọng khác.
5083 rất lý tưởng cho các bộ phận ô tô phức tạp như đế động cơ và tấm ốp thân xe.
5182 xuất hiện như một trụ cột kết cấu cho thân xe, từ khung đỡ kết cấu, cửa xe, nắp capo cho đến tấm ốp đuôi trước.
Có thể thấy 5251 trong tấm ốp ô tô.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Dòng nhôm 6xxx được hợp kim với magie và silic, có khả năng đùn và đúc tốt nhất và thể hiện đặc tính hoàn thiện bề mặt lý tưởng.
Thép 6016 và 6022 được dùng để chế tạo vỏ xe, cửa, cốp xe, mui xe, chắn bùn và tấm ốp ngoài, những nơi có khả năng chống móp méo là yếu tố quan trọng.
6061 thể hiện các đặc tính hoàn thiện bề mặt vượt trội, khả năng chống ăn mòn và độ bền cao. Nó được sử dụng trong các thanh giằng, phanh, bánh xe, trục chân vịt, thân xe tải và xe buýt, túi khí và bình chứa khí.
Thép 6082 có khả năng chống va đập tốt nhất. Do đó, nó được sử dụng làm khung chịu lực.
6181 giữ vai trò là tấm ốp thân xe bên ngoài.
7003, 7046
7xxx là loại hợp kim mạnh nhất và có độ bền cao nhất, được hợp kim với kẽm và magie.
7003 là hợp kim đùn được sử dụng chủ yếu để hàn các hình dạng trong quá trình chế tạo dầm chịu lực, thanh trượt ghế, gia cố cản, khung xe máy và vành xe.
7046 có khả năng đùn rỗng và đặc tính hàn tốt. Nó được sử dụng trong các ứng dụng tương tự như 7003.
Tương lai của nhôm trong ô tô
Chúng ta có đủ lý do để tin rằng những gì các nhà sản xuất ô tô đã nhận ra vào cuối những năm 1800 vẫn đúng cho đến ngày nay: nhôm là một lựa chọn tuyệt vời cho xe cộ! Kể từ khi nhôm được giới thiệu lần đầu tiên, hợp kim và kỹ thuật chế tạo cải tiến đã làm tăng đáng kể việc sử dụng nhôm trong ô tô. Cùng với mối quan tâm toàn cầu về tính bền vững và tác động môi trường, nhôm được kỳ vọng sẽ tạo ra những tác động đáng kể trong ngành công nghiệp ô tô.
Tác giả: Sara Montijo
Nguồn: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(Nếu vi phạm, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.)
Biên tập bởi May Jiang từ MAT Aluminum
Thời gian đăng: 22-05-2023
