alumíniumlemez tekercs versenyez az acéllal

Az autógyártásban mindig is az acél volt a fő anyag. Ám mivel a társadalom a környezetvédelem és az energiatakarékosság egyre előtérbe kerül, a nemzeti üzemanyag-fogyasztási politika szigorodik, a fogyasztók magasabb követelményeket támasztanak a járműbiztonsággal kapcsolatban, ami arra kényszerítette az autógyártókat, hogy keressenek erősebb és könnyebb járműépítő anyagokat. A nagyszilárdságú acél felhasználása várhatóan 2020-ra eléri a járműtömeg közel 15 százalékát, az autóipari kutatási központ jelentése szerint. 2040-re ez az arány fokozatosan csökken közel 5 százalék, amikor más könnyű anyagok is helyet kapnak az autóipari anyagok üzletágában.

Az acél nyersanyagánál kevesebb mint fele tömegével és jobb korrózióállóságával az alumínium egykor veszélyt jelentett az autóacélra. Az alumínium viszonylag magas ára, valamint a gyártási és karbantartási folyamatok nehézségei miatt azonban sok autógyártó inkább cserélje ki a közönséges acélt nagy szilárdságú szénacélra. Ezért az acél és az alumínium játéka lejátszódik. A közelmúltban megtartott autóipari és környezetvédelmi fórumon az iparág szakértői, például wang li, a baosteel kutatóintézet vezető kutatója, Zhu Qiang, a Déli Tudományos és Műszaki Egyetem professzora, Chen shuming, a Jilin Egyetem professzora, Zhang Haitao és így tovább az „acél és alumínium versenyről” beszélt a kerekasztalon.

Az acél nagy alkalmazási potenciállal és költségelőnnyel rendelkezik

Az autóipari acél folyamatos fejlesztésével az autóacél nem néhány évtizeddel ezelőtt volt sok emberben az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélról alkotott benyomása, mostanra az autóipari acéllemez elvékonyodik, de az acél szilárdsága és korrózióállósága jelentősen javult. Annak érdekében, hogy megfeleljünk az új kihívásoknak anyagok, sok acélgyártó vállalat aktívan fejleszt olyan könnyű és nagy szilárdságú acélt, amely felveszi a versenyt az alumíniumötvözetekkel és más anyagokkal. A számok szerint a nagyszilárdságú acél esetében mindössze 212 eurós többletköltségre van szükség járművenként a súlycsökkenés és az üzemanyag-fogyasztás eléréséhez. körülbelül 5%-os megtakarítás.

Mi a nagy szilárdságú acél jelenlegi helyzete és alkalmazási lehetőségei a kínai autópiacon? Wang li ezt elemezte, és azt mondta, hogy a jelenlegi autóacél a tömeg csökkentésére irányuló folyamatos erőfeszítések során „amely sok technológiát használt, az egyik hozzájárulás a nagy szilárdságú acél. Az elmúlt 20 évben volt egy iisa projekt, amelyben a baosteel részt vett. Ha az acélgyárak továbbra is acélt használnak új anyagok kifejlesztésével, akkor mi rejlik az acélban rejlő potenciál?Oly sok éves fejlesztés, az utolsó tanács vagy technológia az autógyár számára, az egyik az, hogy különféle fejlett, nagy szilárdságú acélokat fejlesszenek ki. útközben, a második az, hogy fejlesszenek sok fejlett gyártási technológiát, és ezzel egyidejűleg bevezették a teljes életciklus fogalmát. Például egy elektromos koncepcióautó legújabb fejlesztése, a testtömeg akár 40%-os csökkentése is A nagy szilárdságú acél szilárdsága magasabb, több mint 1000 MPa 40%, csak 5% puha acél, az acél erején keresztül ez a potenciál még mindig viszonylag nagy.

„A baosteel eladási adatai szerint a kínai saját tulajdonú márkák adták a nagyszilárdságú acél felhasználásának 41 százalékát 2017-ben, és több mint 28 millió európai, japán, amerikai és koreai saját tulajdonú autót adtak el. A baosteel által szolgáltatott anyagok viszonylag jó minőségűek, országos átlagunk ennél valamivel alacsonyabb lesz. A nagyszilárdságú acél felhasználási aránya tavalyi adataink szerint átlagosan 42-45%-ot ér el, ami viszonylag jó alacsony, külföldön pedig 60-70%. Ez a szakadék a mi lehetőségeink.”

közötti versenyalumínium lemezés acél, az alumínium kiemelkedő előnye az alacsony sűrűség, és az arányoknak megfelelő testtömeg-csökkentés eléréseaz acéllemez vékonyításának szükségessége. Míg a közönséges acéllemezek általában 0,7 és 0,75 mm vastagok, a mai szuperszilárdságú lemezek csak 0,65 mm-esek vagy vékonyabbak, az új opel seferli motorházteteje pedig 0,6 mm vastag.

Wang li szerint „ha az acél fajsúlyát nem változtatjuk meg, akkor a súlyt csak vékonyabbra lehet csökkenteni, de a sűrűséget módosítani lehet. Most van egy új ötletünk, ami az acél sűrűségének beállítása.Az alumínium előnye az alacsony sűrűség, a verseny bizonyos mértékig kihasználhatom az Ön előnyeit a sűrűségem beállítására.Emeltük az acél rugalmassági modulusát , és most a laborban van. Egy dolgot szeretnék leszögezni, hogy mivel maga az acél változatlan marad a meglévő ipari ipar alapján, még mindig sok tere van az innovációnak. Ebből a szempontból az acélnak még mindig van némi életereje, valamint piaci részesedése. Ha az autót több mint 200 000 jüanért adják el, akkor több anyagot fog használni. Ha az autót 100 000 jüanért adják el, akkor is acélt használnak.

De a költségprobléma más anyagokká is válik, amelyek az acélból készült fő testhelyzetet helyettesítik. Shu-ming Chen azt mondta: „Az autóipari könnyűsúlyozás trendje szerint, bár most mindenki könnyű anyagokkal foglalkozik, mint például alumíniumötvözet, magnéziumötvözet és egyéb könnyű kompozit anyagok, nagy szilárdságú acél vagy a fő testhelyzetben, de úgy gondolom, hogy a fő tényező a költségek túl magas, az acél jelenleg is nagyon nagy költségelőnnyel rendelkezik.”

A költségek mellett az igényeknek megfelelő szilárdsági tartományon belül a jó és egyszerű alakítási folyamat is az oka annak, hogy az acél nehezen cserélhető.” Fejlesztési szempontból az acél szilárdsága az autó számára nem túl magas. 1000 mpa elég. A nagy szilárdságú acél most főleg szénből áll, hogy megerősítsék, sokan csináltak 2200 mpa-t, de 2200 mpa felett mutációt fog előidézni, vagy 2200-2500 mpa szén erősítése alapvetően lehetetlen.” Úgy gondolom, hogy ennek az acélnak biztosan lesz más anyagok a szén helyettesítésére, a szilárdság egyre nagyobb lesz, de nem feltétlenül használják az autóban, más nagy szilárdságú területeken is használható. Autókhoz széles acélválasztékunk van 1000 mpa alatt, alacsony költsége és nagyon jó alakítási folyamata, így egy ideig nagyon nehéz lesz az acélt lecserélni hazánkban.”

És magának az acélnak a szerkezeti tulajdonságai alapján jó a javítása. Zhu Qiang rámutatott, hogy magának a fázisátalakú acélnak is van néhány előnye bizonyos alkalmazásokban.” Az autóipari acél esetében, mivel az acélnak fázisátalakulásai vannak, ha gödörbe ütközik, könnyen javítható, ami viszonylag nehéz a kompozitoknál vagy az alumíniumnál.Például alumínium ötvözet kompozit anyag, ha egy lyuk eltörik, az alapjavítás egy egész darab csere, a költség is magas, ez a gyengesége maga az alumínium az acélhoz képest.

Alumínium ötvözeta tigris utáni Farkas előtti fejlődési időszak

A számok azt mutatják, hogy 725 kilogramm acélra és öntöttvasra, valamint 350 kilogramm sajtolt acélra van szükség egy átlagos középkategóriás autó elkészítéséhez. Ezzel szemben egy európai autó alumínium tömege az 1990-es 50 kilogrammról 2005-re 131,5 kilogrammra nőtt. a legtöbb még mindig a motor belső részeiben és a hengerblokkokban használatos. Az alumínium az autókban is népszerű, mert kevesebb, mint fele az acélgyártáshoz használt vas tömegének, és jobb a korrózióállósága, mint az acél.

Jelenleg az alumíniumötvözet felhasználása a modell karosszériájának elkészítéséhez nagyon elterjedt. 1994-es megszületése óta az audi A8 a teljesen alumínium térvázas karosszéria-szerkezetet alkalmazza, a Model S-t pedig a tesla fejlesztette ki és gyártja. A teljesen alumínium karosszériát is alkalmazza. Miután a chery jaguar land rover csupa alumínium gyártósorát Changshuban, Jiangsu tartományban megkezdték,az első hazai autó, az új jaguar XFL alumíniumötvözet anyag felhasználási aránya elérte a 75%-ot.A nobelis RC5754 nagy szilárdságú alumíniumötvözet, amelyet a jaguar XFL karosszériarészeinek számos részében használnak, hozama 105-145 Mpa, szakítószilárdsága 220 MPa , és jó teljesítményt nyújt a szilárdság, a korrózióállóság, a csatlakoztathatóság és az öntési sebesség terén.

„Most egyre több alumíniumot használnak az autókhoz, főleg az alvázalkatrészekhez, a karosszérián kívül, most nagyon sok autó járja tovább ezt az utat. A teljesen alumínium vázzal vannak gondok, de ezek kidolgozása folyamatban van. .” Zhang haitao, a soochowi egyetem kutatója azt mondta: „Miért használjunk teljesen alumínium vázakat? Az első költség viszonylag alacsony, egy kis autó ára néhány ezer jüan lehet vázonként, a legfontosabb a szakasz kialakítása. nagyon összetett, és az alumínium hajlítási és torziós merevsége jobb, mint az acélé.

Ezenkívül az alumíniumnak jobb az erőforrás-visszanyerése és hosszabb az életciklusa, mint az acélé. Zhu Qiang szerint „az alumínium újrahasznosítási vesztesége mindössze 5-10 százalék. Ha az acél rozsdásodott, nagyon nehéz helyreállítani. Az alumíniumötvözeteknek vannak előnyei hosszú távon.Ha az alumínium keréktárcsák, akkor most egyetértés van abban, hogy az alumíniumötvözet kerekeknek jobbnak kell lenniük, mint az acélnak, mert az acél könnyen megérinthető a rozsda, az alumíniumötvözet kaparása nem számít, ez a teljesítmény acél nem Összehasonlításképpen, az alumíniumötvözet kompozit teljesítménye ebből a szempontból egyedülálló előnyt jelent.” Ezenkívül a hosszú élettartam az autóipar számára is fontos, és minden terméket a hosszú életciklus szem előtt tartásával kell megtervezni. Az alumíniumnak is van előnye ebből a szempontból.”

Zhu Qiang arra is rámutatott, hogy az alumíniumötvözet összetétele viszonylag összetett, az osztályozás újrahasznosítása is probléma.” Például a fröccsöntés keretein belül a két ötvözetlemezt nem lehet együtt használni, elválasztva, sok erőfeszítést igényel az összekapcsolásuk, és sok erőfeszítést igényel az elkülönítésük. Egyrészt a visszanyerési hatékonyság nem magas, másrészt nem könnyű kezelni. Ezen kívül az alumínium újrahasznosításával kapcsolatban számos probléma merül fel, például csökkentett felhasználás, jó alumínium-újrahasznosítás használható olyasmit készíteni, ami nem fontos, ami jó lett volna, az alacsony értékkel végződik.”

Az anyagok kifáradási tulajdonságait tekintve az alumínium kockázatosabb, mint az acél, és a feldolgozás is korlátozott.” A járművek kulcsfontosságú alkatrészeinek kifáradási teljesítményét nemcsak maguknak az anyagoknak a tulajdonságai szabályozzák, hanem a jármű hibái is. anyagok.Az alumínium oxidációs képessége nagyon erős, ezek a hibák viszonylag nagy hatással vannak az alkatrészek kifáradási teljesítményére, nagyon könnyen hibázhatnak. Az acél nem oxidálódik annyira, és hibái viszonylag kis mértékben befolyásolják a fáradási teljesítményt.” Zhu qiang azt mondta: „csak kovácsolással nem lehet összetett alkatrészeket, a kovácsolást meg kell dolgozni, különben nem tud megfelelni a szerkezeti tervezés igényeinek. Általánosságban elmondható, hogy kétféle kovácsolás létezik, vagy a szerkezeti optimalizálás feladása vagy az újrafeldolgozás. Ha azonban az alumíniumötvözet felülete megsérül, a kifáradási teljesítmény csökken, a költségek pedig ismét emelkednek. Ezek azok a problémák, amelyeket az alumíniumötvözeteknek le kell küzdeniük, és ezek megoldása után lehetséges az acél cseréje.”

Az autók alvázában az alumínium egy részét az acél helyett az alumínium váltotta fel, de az elmúlt években az acéltechnológia fejlődésével az alvázacél új megoldásokat vezetett be. Zhu qiang azt mondta: „Most az alváz acéllal, több technológiát fejlesztettünk ki, az egyik a kar, mi most 780 mpa most már nem acél háromszög kar, ez kevesebb, mint 10 százalékkal nehezebb, mint az alumínium, sokkal olcsóbb. Van egy kapcsolat a két kerék között, amely nagyon nehéz, és most kifejlesztettünk egy új technológiát, amely csökkenti a 40 százalékkal a súlyt, és a bevonatok és az acél használatával megoldja a korróziós problémátmaga is javul.Most az acél és az alumínium verseng egymással, hogy népszerűsítsék egymást, így több lehetőség áll az autóipari cégek rendelkezésére, és így a fejlesztés is.”

Valójában a jelenlegi autóalumínium a tigris után a farkas előtti szakaszba lépett. Az egykori acélgyártók a teljesítmény folyamatos javításával, most a nikkel nélküli acél rozsdásodást érhet el, míg az utóbbi magnéziumötvözet, szénszál és egyéb anyagok alacsonyabb költséggel és a jobb teljesítmény, hatással voltak az alumíniumpiacra. Zhu Qiang rámutatott: „Az alumíniumötvözet jó teljesítménye csak gyors fejlődés lehet, mert az acél már évek óta cserélni nehéz, az alumíniumot iparosítani kell, a lehető leghamarabb, nem könnyen pótolható később, a jelenlegi autóipari alumínium kihívások és lehetőségek egymás mellett léteznek.

Acél – alumínium hibrid karosszériaszerkezet a trend

Jelenleg egyre több autógyártó mérnök fordít nagyobb figyelmet a könnyű anyagok hibrid alkalmazására. Kutatásuk és fejlesztésük nem csak az autóacél és az alumínium fajlagos arányára irányul, hanem arra is, hogyan keverjék össze a különböző anyagokat megfelelően. Tavaly a Frankfurti Autószalonon debütált az új audi A8 az audi alumínium térvázas típusa volt. karosszéria-technológiai innováció és korszerűsítés, felhagyott az audi mindig is büszke volt az egész alumínium karosszériára, az alumínium ötvözet 58%-os lejtése mellett az azonosság mellett a karosszéria anyaga több kompozit anyagot is hozzáadott, a karosszéria közel 51 kilogramm nehezebb, mint a készpénzes modell, a készpénzes A8-as modelleknél 236 kg „ellensúly 282 kg.

Az audi A8 új generációja alumíniumötvözetet alkalmaz a karosszéria teljes vázának felépítéséhez. A szerkezeti szilárdság biztosítása érdekében alumíniumöntvényeket használnak a kulcscsuklókban, a fémlemez alkatrészeket pedig a karosszéria felületén. A karosszéria kabinkalitkás szerkezetében nagyszámú melegalakítású szuper nagy szilárdságú ötvözött acél, sokkal több, mint a jelenlegi A8 nagyszilárdságú acél csak a B oszlop alkalmazásakor, a nagy szilárdságú acél anyag és 20 évvel ezelőtt az acélhoz képest a merevség 5-szörösére nőtt, a tömeg 40%-kal csökkent.Magnéziumötvözetet adnak a karosszéria szerkezetéhez, és CFRP szénszálat. kompozit anyagot használnak az autó hátsó részén, ami csökkenti a karosszéria súlyát olyan részletek miatt, mint a hátsó panel.

„A jövőben az alumíniumot egyre gyakrabban használják majd a teljes karosszériában, és sok lesz a hibrid karosszéria is. Például az audi A8 alumínium karosszériák is elkezdenek hibrid karosszériát gyártani, és most már sok hazai autógyártó cég is követi a példát. Az acél és alumínium csatlakozásokkal a fő probléma a korrózióállóság, ragasztással, hegesztéssel, hegesztés nélkül. A felső karosszéria készül. acélból, az alsó karosszéria pedig alumíniumból.Például a pekingi autó ablakkerete felül acélból, alul alumíniumból van.Nem az acél rossz, de szerintem ígéretesebb az acélt alumíniummal keverni. – mondta Zhang haitao.

Ezzel kapcsolatban Wang li arra is rámutatott, hogy valójában már az 1940-es években, amikor az acél és az alumínium verseny volt, sok éves fejlesztés után mára az autóipari anyagok konszenzusra jutottak, a megfelelő anyagokat használják-e a megfelelő helyen. .Az acél maga pedig gyorsan fejlődik, mind a verseny, mind az együttműködés révén.És ez a verseny előnyösebb az autóipari vállalkozások fejlődése szempontjából, mert a versenyben lévő autóipari vállalkozásoknak több választási lehetőségük lehet.A jövőbe tekintve az új energiájú járművek magasabbak lehetnek könnyű súly követelményei.

Stratégia „a független márkáknak könnyűnek kell lenniük, a jó acél a benne rejlő potenciál még mindig nem kicsi, vegyesvállalatok révén a nagyszilárdságú acél aránya és nagyon könnyű elérni a fehér testsúly 10%-át, a erőfeszítések egyéb járművön 7%-kal 8%-kal megvalósítható, az identitás