1 Ứng dụng của hợp kim nhôm trong ngành công nghiệp ô tô
Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô sử dụng hơn 12% đến 15% lượng nhôm tiêu thụ trên toàn thế giới, một số nước phát triển còn vượt quá 25%. Năm 2002, toàn bộ ngành công nghiệp ô tô châu Âu đã tiêu thụ hơn 1,5 triệu tấn hợp kim nhôm mỗi năm. Khoảng 250.000 tấn được sử dụng để sản xuất thân xe, 800.000 tấn để sản xuất hệ thống truyền động ô tô và 428.000 tấn để sản xuất hệ thống truyền động và hệ thống treo xe. Rõ ràng, ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã trở thành ngành tiêu thụ vật liệu nhôm lớn nhất.
2 Yêu cầu kỹ thuật đối với tấm nhôm dập trong dập
2.1 Yêu cầu về khuôn và định hình cho tấm nhôm
Quy trình tạo hình hợp kim nhôm tương tự như quy trình tạo hình tấm cán nguội thông thường, có khả năng giảm thiểu vật liệu phế thải và phế liệu nhôm bằng cách bổ sung các quy trình. Tuy nhiên, yêu cầu về khuôn đúc có sự khác biệt so với tấm cán nguội.
2.2 Lưu trữ lâu dài các tấm nhôm
Sau khi tôi già, giới hạn chảy của tấm nhôm tăng lên, làm giảm khả năng gia công tạo cạnh. Khi chế tạo khuôn, hãy cân nhắc sử dụng vật liệu đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cao hơn và tiến hành xác nhận tính khả thi trước khi sản xuất.
Dầu kéo giãn/dầu chống gỉ dùng trong sản xuất dễ bị bay hơi. Sau khi mở bao bì dạng tấm, cần sử dụng ngay hoặc vệ sinh, tra dầu trước khi đóng dấu.
Bề mặt dễ bị oxy hóa và không nên bảo quản ngoài trời. Cần có biện pháp quản lý đặc biệt (bao bì).
3 Yêu cầu kỹ thuật đối với tấm dập nhôm trong hàn
Các quy trình hàn chính trong quá trình lắp ráp thân hợp kim nhôm bao gồm hàn điện trở, hàn chuyển tiếp nguội CMT, hàn khí trơ vonfram (TIG), tán đinh, đột dập và mài/đánh bóng.
3.1 Hàn không cần tán đinh cho tấm nhôm
Các thành phần tấm nhôm không cần tán đinh được tạo thành bằng cách đùn nguội hai hoặc nhiều lớp tấm kim loại bằng thiết bị áp lực và khuôn chuyên dụng. Quá trình này tạo ra các điểm kết nối nhúng với độ bền kéo và độ bền cắt nhất định. Độ dày của các tấm kết nối có thể giống nhau hoặc khác nhau, và chúng có thể có lớp keo dính hoặc các lớp trung gian khác, với vật liệu giống nhau hoặc khác nhau. Phương pháp này tạo ra các kết nối tốt mà không cần đầu nối phụ trợ.
3.2 Hàn điện trở
Hiện nay, hàn điện trở hợp kim nhôm thường sử dụng quy trình hàn điện trở tần số trung bình hoặc cao. Quy trình hàn này làm nóng chảy kim loại cơ bản trong phạm vi đường kính của điện cực hàn trong thời gian cực ngắn để tạo thành vũng hàn.
Các điểm hàn nhanh chóng nguội đi để tạo thành các liên kết, với khả năng tạo ra bụi nhôm-magiê là tối thiểu. Phần lớn khói hàn được tạo ra bao gồm các hạt oxit từ bề mặt kim loại và các tạp chất bề mặt. Hệ thống thông gió cục bộ được cung cấp trong quá trình hàn để nhanh chóng loại bỏ các hạt này ra khí quyển, và bụi nhôm-magiê được lắng đọng ở mức tối thiểu.
3.3 Hàn chuyển tiếp lạnh CMT và hàn TIG
Hai quy trình hàn này, do được bảo vệ bằng khí trơ, ở nhiệt độ cao sẽ tạo ra các hạt kim loại nhôm-magiê nhỏ hơn. Các hạt này có thể bắn tung tóe vào môi trường làm việc dưới tác động của hồ quang, gây ra nguy cơ nổ bụi nhôm-magiê. Do đó, cần có các biện pháp phòng ngừa và xử lý nổ bụi.
4 Yêu cầu kỹ thuật cho tấm dập nhôm trong cán cạnh
Sự khác biệt giữa cán mép hợp kim nhôm và cán mép tôn cán nguội thông thường là rất đáng kể. Nhôm kém dẻo hơn thép, do đó cần tránh áp lực quá mức trong quá trình cán, tốc độ cán nên tương đối chậm, thường là 200-250 mm/giây. Mỗi góc cán không được vượt quá 30°, và tránh cán hình chữ V.
Yêu cầu về nhiệt độ khi cán hợp kim nhôm: Nên thực hiện ở nhiệt độ phòng 20°C. Không nên cán cạnh ngay lập tức các chi tiết lấy trực tiếp từ kho lạnh.
5 Hình thức và đặc điểm của cán cạnh cho tấm dập nhôm
5.1 Các dạng cán cạnh cho tấm dập nhôm
Cán thông thường bao gồm ba bước: cán sơ bộ ban đầu, cán sơ bộ thứ cấp và cán cuối cùng. Phương pháp này thường được sử dụng khi không có yêu cầu cụ thể về độ bền và góc bích tấm ngoài bình thường.
Cán kiểu châu Âu bao gồm bốn bước: cán sơ bộ, cán sơ bộ thứ cấp, cán cuối cùng và cán kiểu châu Âu. Phương pháp này thường được sử dụng cho cán cạnh dài, chẳng hạn như bìa trước và bìa sau. Cán kiểu châu Âu cũng có thể được sử dụng để giảm hoặc loại bỏ các khuyết tật bề mặt.
5.2 Đặc điểm của cán cạnh cho tấm dập nhôm
Đối với thiết bị cán linh kiện nhôm, khuôn đáy và khối chèn phải được đánh bóng và bảo dưỡng thường xuyên bằng giấy nhám 800-1200# để đảm bảo không có mảnh nhôm nào trên bề mặt.
6 Nguyên nhân khác nhau gây ra lỗi do cán cạnh của tấm dập nhôm
Bảng dưới đây trình bày các nguyên nhân khác nhau gây ra lỗi do cán cạnh của các bộ phận nhôm.
7 Yêu cầu kỹ thuật cho lớp phủ tấm dập nhôm
7.1 Nguyên lý và tác dụng của quá trình thụ động hóa rửa nước đối với tấm dập nhôm
Thụ động hóa rửa nước là quá trình loại bỏ lớp màng oxit tự nhiên và vết dầu mỡ trên bề mặt chi tiết nhôm, thông qua phản ứng hóa học giữa hợp kim nhôm và dung dịch axit, tạo ra lớp màng oxit dày đặc trên bề mặt chi tiết. Lớp màng oxit, vết dầu mỡ, quá trình hàn và liên kết keo trên bề mặt chi tiết nhôm sau khi dập đều có tác động nhất định. Để cải thiện độ bám dính của keo và mối hàn, một quy trình hóa học được sử dụng để duy trì kết nối keo lâu dài và độ ổn định điện trở trên bề mặt, giúp mối hàn tốt hơn. Do đó, các chi tiết cần hàn laser, hàn chuyển tiếp kim loại nguội (CMT) và các quy trình hàn khác cần được thụ động hóa rửa nước.
7.2 Quy trình thụ động hóa rửa nước cho tấm dập nhôm
Thiết bị thụ động hóa rửa bằng nước bao gồm khu vực tẩy dầu mỡ, khu vực rửa nước công nghiệp, khu vực thụ động hóa, khu vực rửa bằng nước sạch, khu vực sấy và hệ thống xả. Các chi tiết nhôm cần xử lý được đặt trong giỏ rửa, cố định và hạ xuống bể. Trong các bể chứa các dung môi khác nhau, các chi tiết được rửa nhiều lần bằng tất cả các dung dịch làm việc trong bể. Tất cả các bể đều được trang bị bơm tuần hoàn và vòi phun để đảm bảo rửa đồng đều tất cả các chi tiết. Quy trình thụ động hóa rửa bằng nước như sau: tẩy dầu mỡ 1 → tẩy dầu mỡ 2 → rửa nước 2 → rửa nước 3 → thụ động hóa → rửa nước 4 → rửa nước 5 → rửa nước 6 → sấy. Đúc nhôm có thể bỏ qua bước rửa nước 2.
7.3 Quy trình sấy để thụ động hóa bằng nước cho tấm dập nhôm
Phải mất khoảng 7 phút để nhiệt độ của bộ phận tăng từ nhiệt độ phòng lên 140°C và thời gian đông cứng tối thiểu của chất kết dính là 20 phút.
Các chi tiết nhôm được nâng từ nhiệt độ phòng lên nhiệt độ giữ nhiệt trong khoảng 10 phút, và thời gian giữ nhiệt của nhôm là khoảng 20 phút. Sau khi giữ nhiệt, nhôm được làm nguội từ nhiệt độ tự giữ nhiệt xuống 100°C trong khoảng 7 phút. Sau khi giữ nhiệt, nhôm được làm nguội đến nhiệt độ phòng. Do đó, toàn bộ quá trình sấy khô của các chi tiết nhôm là 37 phút.
8 Kết luận
Ô tô hiện đại đang hướng đến các tiêu chí nhẹ, tốc độ cao, an toàn, thoải mái, chi phí thấp, ít phát thải và tiết kiệm năng lượng. Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô gắn liền với hiệu quả năng lượng, bảo vệ môi trường và an toàn. Với nhận thức ngày càng tăng về bảo vệ môi trường, vật liệu tấm nhôm có những ưu điểm vượt trội so với các vật liệu nhẹ khác về chi phí, công nghệ sản xuất, hiệu suất cơ học và phát triển bền vững. Do đó, hợp kim nhôm sẽ trở thành vật liệu nhẹ được ưa chuộng trong ngành công nghiệp ô tô.
Biên tập bởi May Jiang từ MAT Aluminum
Thời gian đăng: 18-04-2024
