cewka z blachy aluminiowej konkuruje ze stalą

Stal zawsze była głównym materiałem w produkcji samochodów. Jednak wraz z rosnącym głosem społeczeństwa w zakresie ochrony środowiska i oszczędzania energii krajowa polityka zużycia paliwa ma tendencję do zaostrzania się, konsumenci stawiają również wyższe wymagania dotyczące bezpieczeństwa pojazdów, co zmusiło producentów samochodów do poszukiwać mocniejszych i lżejszych materiałów do budowy pojazdów. Oczekuje się, że do 2020 r. wykorzystanie stali o wysokiej wytrzymałości osiągnie niemal 15% masy pojazdu, według raportu Centrum Badań Motoryzacyjnych. Do 2040 r. udział ten będzie stopniowo spadać do prawie 5 procent, kiedy inne lekkie materiały będą miały miejsce w branży materiałów motoryzacyjnych.

Mając mniej niż połowę masy i lepszą odporność na korozję niż surowiec stali, aluminium kiedyś stanowiło zagrożenie dla stali samochodowej. Jednak ze względu na stosunkowo wysoką cenę aluminium oraz trudności w procesach produkcyjnych i konserwacyjnych, wielu producentów samochodów woli zastąpić zwykłą stal wysokowytrzymałą stalą węglową. W związku z tym rozgrywa się gra pomiędzy stalą a aluminium. Na forum motoryzacyjno-środowiskowym, które odbyło się niedawno, eksperci z branży, tacy jak Wang li, główny badacz instytutu badawczego Baosteel, zhu qiang, przewodniczący południowego uniwersytetu naukowo-technicznego, Chen shuming, profesor uniwersytetu jilin, zhang haitao i tak dalej, omówił „konkurencję stali i aluminium” podczas okrągłego stołu.

Stal ma ogromny potencjał zastosowań i przewagę kosztową

Wraz z ciągłym rozwojem stali samochodowej, stal samochodowa nie była jeszcze kilkadziesiąt lat temu, co wielu ludzi miało wrażenie ze stali niskowęglowej, teraz blacha samochodowa jest coraz cieńsza, ale wytrzymałość stali i odporność na korozję została znacznie poprawiona. Aby sprostać wyzwaniu nowego materiałów, wiele przedsiębiorstw zajmujących się produkcją stali aktywnie opracowuje lekką i wysokowytrzymałą stal, która może konkurować ze stopem aluminium i innymi materiałami. Według danych liczbowych, aby osiągnąć utratę wagi i paliwa, potrzeba tylko 212 euro dodatkowego kosztu na pojazd w przypadku stali o wysokiej wytrzymałości oszczędności około 5%.

Jaka jest aktualna sytuacja i potencjał zastosowania stali o wysokiej wytrzymałości na chińskim rynku motoryzacyjnym? Wang li przeanalizował to, powiedział, że obecna stal motoryzacyjna w ciągłych wysiłkach na rzecz zmniejszenia masy „, w której wykorzystano wiele technologii, jest jednym z wkładem jest stal o wysokiej wytrzymałości. Od około 20 lat istnieje projekt iisa, w którym firma baosteel uczestniczy. Jeśli huty nadal będą wykorzystywać stal poprzez opracowywanie nowych materiałów, jaki jest potencjał stali? Pomimo tylu lat rozwoju, ostatniej rady lub technologii dla zakładu samochodowego, jedną z nich jest opracowanie różnorodnych zaawansowanych stali o wysokiej wytrzymałości, które wciąż są po drodze, drugim jest opracowanie wielu zaawansowanych technologii produkcji, a jednocześnie wprowadzenie koncepcji pełnego cyklu życia. Na przykład najnowsze opracowanie elektrycznego samochodu koncepcyjnego, zmniejszenie masy ciała nawet o 40%, to przy stali o wysokiej wytrzymałości wytrzymałość jest wyższa, ponad 1000 mpa to 40%, tylko 5% to stal miękka, stal dzięki wytrzymałości tego potencjału jest wciąż stosunkowo duża.

„Z danych dotyczących sprzedaży baosteel wynika, że ​​chińskie marki własne odpowiadały za 41% zużycia stali o wysokiej wytrzymałości w 2017 roku, a sprzedano ponad 28 milionów europejskich, japońskich, amerykańskich i koreańskich samochodów na własny rachunek. Materiały dostarczane przez baosteel są stosunkowo wysokiej jakości, a nasz średni poziom krajowy będzie nieco niższy od tego poziomu. Współczynnik zastosowania stali o wysokiej wytrzymałości osiąga średnio 42-45% z naszych danych w zeszłym roku, co powinno być stosunkowo niski, a 60-70% za granicą. Ta luka to nasz potencjał.”

Rywalizacja międzyarkusz aluminiumi stali, wyjątkową zaletą aluminium jest niska gęstość i zmniejszenie masy ciała zgodnie z proporcjamipierwszy samochód krajowy, nowy stop aluminium jaguar XFL, wskaźnik zastosowania materiału osiągnął 75%. Wysokowytrzymały stop aluminium nobelis RC5754 stosowany w wielu częściach nadwozia jaguara XFL ma wydajność 105-145 MPa, wytrzymałość na rozciąganie 220 MPa oraz dobre wyniki w zakresie wytrzymałości, odporności na korozję, łączności i szybkości formowania.

„Teraz coraz więcej aluminium jest używane w samochodach, zwłaszcza w częściach podwozia, oprócz karoserii, teraz wiele samochodów nadal jeździ tą drogą. Są pewne problemy z całkowicie aluminiową ramą, ale są one dopracowywane ”Zhang haitao, badacz z uniwersytetu w Soochow, powiedział: „dlaczego używać ram całkowicie aluminiowych? Pierwszy koszt jest stosunkowo niski, koszt małego samochodu może wynosić kilka tysięcy juanów za ramę, najważniejszy jest projekt przekroju jest bardzo złożony, a zginanie i sztywność skrętna aluminium jest lepsza niż stali.

Ponadto aluminium ma lepsze odzyskiwanie zasobów i dłuższy cykl życia niż stal. Qiang Zhu powiedział: „Współczynnik strat w recyklingu aluminium wynosi tylko 5 do 10 procent. Jeśli stal jest zardzewiała, bardzo trudno ją odzyskać. Stopy aluminium mają zalety na dłuższą metę. Jeśli felgi z aluminium, teraz mamy konsensus, że felgi ze stopów aluminium muszą być lepsze niż stal, ponieważ stal łatwo dotyka rdzy, skrobanie ze stopu aluminium nie ma znaczenia, ta stal o wysokiej wydajności nie jest Dla porównania, wydajność kompozytu ze stopu aluminium pod tym względem ma wyjątkową zaletę”. Ponadto długi cykl życia jest również ważny dla przemysłu motoryzacyjnego, a każdy produkt musi być projektowany z myślą o długim cyklu życia. Pod tym względem aluminium ma również przewagę.”

Zhu qiang zwrócił również uwagę, że skład stopu aluminium jest stosunkowo złożony, problemem jest również sposób recyklingu klasyfikacji”. Na przykład w ramach odlewania ciśnieniowego dwie płyty ze stopu nie mogą być używane razem, muszą być rozdzielone, potrzeba dużo wysiłku, aby je połączyć, i dużo wysiłku, aby je rozdzielić. Z jednej strony efektywność odzysku nie jest wysoka, a z drugiej nie jest łatwa w zarządzaniu. Ponadto istnieje wiele problemów związanych z recyklingiem aluminium, takich jak ograniczenie zużycia, dobry recykling aluminium aby zrobić coś, co nie jest ważne, to, co byłoby dobre, ma niską wartość”.

Pod względem właściwości zmęczeniowych materiałów, aluminium jest bardziej ryzykowne niż stal, a przetwarzanie jest ograniczone”. Wytrzymałość zmęczeniową kluczowych elementów pojazdów jest kontrolowana nie tylko przez właściwości samych materiałów, ale także przez wady materiałów. Zdolność utleniania aluminium jest bardzo silna, wady te mają stosunkowo duży wpływ na wytrzymałość zmęczeniową komponentów, bardzo łatwo się pomylić. Stal nie utlenia się tak bardzo, a jej wady mają stosunkowo niewielki wpływ na wydajność zmęczeniową. ”Zhu qiang powiedział: „tylko kucie nie może być złożonymi elementami, kucie musi być przetwarzane, w przeciwnym razie nie może zaspokoić potrzeb projektowania strukturalnego. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje kucia, rezygnacja z optymalizacji strukturalnej lub ponowne przetwarzanie. Jednakże, gdy powierzchnia stopu aluminium zostanie uszkodzona, wytrzymałość zmęczeniowa spadnie, a koszty ponownie wzrosną. Są to problemy, które stopy aluminium muszą przezwyciężyć, a po ich rozwiązaniu możliwa jest wymiana stali”.

W podwoziach samochodowych aluminium zastąpiło część stali, ale w ostatnich latach wraz z rozwojem technologii stali, stal podwoziowa wprowadziła nowe rozwiązania. Zhu qiang powiedział: „teraz podwozie ze stalą opracowaliśmy kilka technologii, jedną jest ramię, teraz do 780 mpa możemy teraz wykonać stalowe ramię trójkątne, jest mniej niż 10 procent cięższe niż aluminium, znacznie niższy koszt. Istnieje również połączenie między dwoma kołami, które jest bardzo ciężkie, a teraz opracowaliśmy nową technologię, która zmniejsza waga o 40 procent i rozwiązuje problem korozji dzięki zastosowaniu powłok i stalisama się poprawia. Teraz stal i aluminium konkurują o wzajemną promocję, więc firmy motoryzacyjne mają więcej możliwości, a tym samym rozwoju”.W rzeczywistości obecne motoryzacyjne aluminium weszło na scenę przed Wilkiem po tygrysie. Dawni producenci stali poprzez ciągłe doskonalenie wydajności, teraz stal bez niklu może osiągnąć rdzę, podczas gdy ci ostatni ze stopów magnezu, włókna węglowego i innych materiałów przy niższych kosztach i ulepszona wydajność, wywarły wpływ na rynek aluminium. Zhu qiang zwrócił uwagę, że „stop aluminium, aby dobrze sobie radził, może być tylko szybkim rozwojem, ponieważ stal robiła od tylu lat, aby ją zastąpić, jest to trudne, aluminium musi być uprzemysłowione, ponieważ tak szybko, jak to możliwe, nie da się go łatwo zastąpić później, obecne wyzwania i możliwości motoryzacyjnego aluminium współistnieją.

Stalowo – aluminiowa hybrydowa konstrukcja nadwozia to trend

Obecnie coraz więcej inżynierów z branży motoryzacyjnej zwraca większą uwagę na hybrydowe zastosowanie lekkich materiałów. Ich badania i rozwój koncentrują się nie tylko na określonym stosunku stali samochodowej i aluminium, ale także na prawidłowym mieszaniu różnych materiałów. W zeszłym roku na targach motoryzacyjnych we Frankfurcie zadebiutowało nowe audi A8 z aluminiowej ramy przestrzennej audi. Innowacje i ulepszenia technologii konstrukcji nadwozia, porzucone audi zawsze było dumne z całego aluminiowego korpusu, stopu aluminium o nachyleniu do 58%, oprócz tożsamości, w materiale korpusu dodano więcej materiałów kompozytowych, korpus ma prawie 51 kilogramów cięższy od modelu gotówkowego, przez modele gotówkowe A8 236 kg „waga przeciwna do 282 kg.

Nowa generacja audi A8 wykorzystuje stop aluminium do budowy ogólnej ramy nadwozia. Aby zapewnić wytrzymałość konstrukcyjną, odlewy aluminiowe są stosowane w kluczowych złączach, a części blaszane są stosowane na powierzchni nadwozia. Stal o wysokiej wytrzymałości A8 tylko w zastosowaniu kolumny B, materiał ze stali o wysokiej wytrzymałości i 20 lat temu w porównaniu do stali, sztywność wzrosła 5-krotnie, waga zmniejszona o 40%. Do konstrukcji nadwozia dodano stop magnezu oraz włókno węglowe CFRP W tylnej części samochodu zastosowano materiał kompozytowy, który zmniejsza wagę nadwozia dzięki takim detalom jak tylny panel.

„W przyszłości w całej karoserii będzie coraz częściej stosowane aluminium, a nadwozi hybrydowych będzie dużo. Na przykład nadwozie aluminiowe audi A8 również zaczyna produkować nadwozia hybrydowe, a teraz wiele krajowych firm samochodowych idzie w ich ślady. Głównym problemem przy połączeniach stalowych i aluminiowych jest odporność na korozję, z klejeniem, wiązaniem, bez spawania. stali, a dolna część wykonana jest z aluminium. Na przykład rama okienna samochodu Beijing jest wykonana ze stali na górze i aluminium na dole. Nie żeby stal jest zła, ale myślę, że bardziej obiecujące jest mieszanie stali z aluminium. – powiedział Zhang haitao.

W tym kontekście wang li zwrócił również uwagę, że w rzeczywistości już w latach 40. XX wieku, kiedy istniała konkurencja stali i aluminium, po wielu latach rozwoju, teraz materiały motoryzacyjne osiągnęły pewien konsensus, czy właściwe materiały są używane we właściwym miejscu A sama stal rozwija się szybko, zarówno dzięki konkurencji, jak i współpracy. Ta konkurencja jest bardziej korzystna dla rozwoju przedsiębiorstw motoryzacyjnych, ponieważ istnienie konkurencyjnych przedsiębiorstw motoryzacyjnych może mieć większy wybór. Patrząc w przyszłość, nowe pojazdy energetyczne mogą mieć wyższe wymagania dotyczące lekkości.

Strategia „niezależnych marek musi być lekka, dobra stal ze swoim potencjałem wciąż nie jest mała, za pomocą marek typu joint venture z udziałem stali o wysokiej wytrzymałości i bardzo łatwo jest osiągnąć 10% utraty masy ciała białego, poprzez wysiłki innych pojazdów spadek 7% 8% jest możliwe, tożsamośćczęść zaawansowanej technologii może osiągnąć ciało bez zmian o więcej niż 10%.””Dzięki niektórym nowym technologiom i technikom można osiągnąć ponad 20 procent utraty wagi. Przeanalizowaliśmy wiele modeli naszych marek własnych i potencjał jest nadal świetny. Naszą motywacją jest luka