Forgiatura di leghe di alluminio nella produzione automobilistica

Con lo sviluppo dell'industria automobilistica, la proprietà globale dell'auto sta aumentando di anno in anno e stanno emergendo anche tutti i tipi di veicoli elettrici. La conseguente crisi energetica, l'inquinamento atmosferico e il riscaldamento climatico stanno diventando sempre più gravi e le politiche e i regolamenti dei governi sulle emissioni delle automobili stanno diventando sempre più rigorosi. Che si tratti di veicoli a carburante o di veicoli elettrici, la leggerezza dei veicoli è un mezzo importante per migliorare efficacemente la competitività dei prodotti. Uno dei modi principali è quello di utilizzare parti metalliche leggere per sostituire le tradizionali parti in acciaio, in modo da ridurre le emissioni di veicoli a carburante e migliorare la resistenza delle batterie dei veicoli elettrici. La densità della lega di alluminio è piccola e la sua densità è solo un terzo di quella dell'acciaio. Allo stesso tempo, la sua conduttività termica, la lavorabilità e la resistenza alla corrosione sono migliori di quelle dell'acciaio. L'effetto di riduzione del peso primario delle tipiche parti in lega di alluminio può raggiungere il 30% ~ 40% e l'effetto di riduzione del peso secondario può essere ulteriormente aumentato al 50%. I principali processi di produzione di parti in lega di alluminio sono suddivisi in fusione e forgiatura. Le parti prodotte dal processo di fusione sono principalmente guscio e supporto, come la testata del motore, il guscio del cambio, il guscio della sterzata, la staffa del motore, il supporto dello sterzo, ecc; Le parti prodotte dal processo di forgiatura sono principalmente parti con elevati requisiti di prestazioni meccaniche, come ruote, braccio di controllo del sistema di sospensione del telaio, nocche dello sterzo, scroll del compressore dell'aria condizionata, ecc.

Lo standard della lega di alluminio è realizzato dalla National Aluminum Industry Association (ISO) e lo standard della lega di alluminio lavorato (AA) è registrato dall'International Aluminum Industry Association. Lo standard per la designazione della lega di alluminio lavorato in Cina è GB / T 16474-2011 alluminio battuto e designazione della lega di alluminio. Inoltre, gli standard nazionali pertinenti includono GB / T 3190-2020 alluminio battuto e lega di alluminio composizione chimica e GB / T 33910-2017 alluminio estruso e profili in lega di alluminio per automobili. I tipi di materiale delle tipiche parti forgiate in alluminio automobilistico sono principalmente serie 6, come 6060, 6061, 6066 e 6082. Alcuni prodotti richiedono anche materiali di serie 2, serie 4, serie 5 e serie 7, come 2014, 4032, 5754 e 7075.

Tipiche parti forgiate in alluminio dell'automobile e processo di formatura ruota integrale lega di alluminio integrale forgiato la ruota forgiata è un tipo di prodotto continuamente sviluppato in base ai requisiti di leggerezza dell'automobile, alta efficienza e risparmio energetico. È generalmente realizzato in lega di alluminio 6061 e 6082. Rispetto alla tradizionale ruota fusa, ha una migliore microstruttura, leggerezza, elevata resistenza e buona qualità superficiale. Tuttavia, a causa del complesso processo e dei grandi investimenti in attrezzature, di conseguenza, il suo costo di produzione rimane elevato, che può essere utilizzato solo in autovetture e veicoli commerciali di fascia alta. Il processo di formatura delle ruote forgiate integralmente seleziona generalmente diversi flussi di processo in base alle diverse caratteristiche della struttura del prodotto, agli scenari applicativi e ai lotti. I processi di formatura comunemente usati e le loro applicazioni sul mercato sono mostrati nella tabella 1. La ruota forgiata integralmente di solito richiede un trattamento post-forgiatura come il trattamento termico, la lavorazione e il trattamento superficiale dopo la forgiatura. Il processo di trattamento termico T6 (trattamento in soluzione solida + invecchiamento artificiale) è generalmente adottato per il trattamento termico per migliorare la resistenza di ogni parte della ruota.

Il braccio di controllo dell'automobile, noto anche come forcellone, è una parte importante del sistema del telaio dell'automobile. Le sue proprietà meccaniche complete svolgono un ruolo vitale nella sicurezza e nella stabilità dei veicoli. È generalmente realizzato in lega di alluminio 6082. Il braccio di controllo è diviso in braccio di controllo anteriore e braccio di controllo inferiore. Il braccio di controllo anteriore è la guida e il supporto della sospensione. La sua deformazione influenzerà il posizionamento della ruota e ridurrà la stabilità di guida; Il braccio di controllo inferiore viene utilizzato principalmente per sostenere la carrozzeria del veicolo, l'ammortizzatore e tamponare le vibrazioni durante la guida. I primi bracci di controllo erano per lo più realizzati in ghisa, acciaio fuso o lamiera d'acciaio mediante stampaggio e saldatura. Con il miglioramento della tecnologia di lavorazione dei materiali, il braccio di controllo in lega di alluminio forgiato sta gradualmente sostituendo il braccio di controllo in acciaio e realizzando l'applicazione batch su veicoli di fascia media e alta in patria e all'estero, come Xuanyi giapponese, Xiaoke, Qijun, Langdong coreano, iveo americano, carnevale, Suteng europeo, Passat, ecc. Il tipico processo di forgiatura del braccio di controllo in lega di alluminio comprende generalmente la tranciatura, il riscaldamento, la produzione di grezzi, la formatura, il taglio, il trattamento termico e la pulizia delle superfici. A seconda della diversa forma e struttura dei prodotti, il processo di produzione delle billette può adottare lo stampaggio a rullo, la laminazione incrociata e altri metodi, e alcuni prodotti devono anche adottare la piegatura e la prefornatura per ridurre la difficoltà di forgiatura finale. Il trattamento termico generalmente effettua un trattamento di soluzione solida e di invecchiamento per migliorare le proprietà meccaniche dei prodotti. La sabbiatura o la sabbiatura possono essere utilizzate per la pulizia delle superfici per rimuovere la pelle di ossido sulla superficie del pezzo e migliorare le proprietà meccaniche del pezzo. La nocca dello sterzo è la parte strutturale chiave nell'assemblaggio dell'asse anteriore dell'automobile e nel sistema di sospensione anteriore. Collega l'asse anteriore e il sistema di sterzo. Non solo trasporta l'intero peso dell'automobile e trasmette la potenza dello sterzo, ma sopporta anche il carico generato dall'impatto da terra e dalla frenata laterale delle ruote. È una potente garanzia per la sicurezza dell'automobile durante la guida. La nocca dello sterzo è una parte di sicurezza complessa nei componenti del telaio dell'automobile. Il processo di forgiatura delle nocche dello sterzo in lega di alluminio comprende generalmente la tranciatura, la produzione di grezzi di riscaldamento, la prefabbricazione, la forgiatura finale, il taglio, il trattamento termico e la pulizia delle superfici. In base alla struttura del prodotto e alla difficoltà di formazione, è possibile eseguire un riscaldamento o un riscaldamento multiplo. Il processo di riscaldamento può avvenire prima di qualsiasi processo di produzione in bianco, prefabbricazione e forgiatura finale. Il trattamento termico generalmente adotta anche una soluzione solida e un trattamento di invecchiamento. Il processo di sviluppo del compressore per il condizionamento dell'aria automobilistico a piastra di scorrimento ha vissuto quattro generazioni. La prima generazione di compressori è il compressore a pistoni verticali alternativi, per poi evolversi nella seconda generazione di piastra di lavaggio, piastra a bilanciere e compressore di radiazione radiale, e quindi sviluppata nella terza generazione di compressori rotativi, come a palette rotanti, pistone rotante, vite e rotore triangolare. Ora la quarta generazione di compressori scroll ad alta efficienza è stata sviluppata per più di 20 anni e ha realizzato l'industrializzazione e la produzione su larga scala. Il disco di scorrimento (Figura 5) è il componente chiave del compressore scroll, che può essere suddiviso in disco mobile e disco fisso. Il materiale è generalmente in lega di silicio di alluminio 4032, con struttura complessa e requisiti di alte prestazioni. Allo stato attuale, il processo di formatura e forgiatura della contropressione in una fase o in due fasi viene generalmente utilizzato in patria e all'estero, e alcune imprese utilizzano anche il processo di stampaggio a stampo liquido.

L'applicazione della forgiatura di leghe di alluminio nell'industria automobilistica sta gradualmente aumentando. Tuttavia, a causa dell'elevato prezzo dei forgiati in alluminio per autoveicoli, che vengono utilizzati principalmente nei modelli di fascia alta, la domanda totale del mercato non è grande. Inoltre, poiché la maggior parte dei produttori di veicoli nel mercato internazionale sono imprese straniere, è difficile entrare nel loro sistema di fornitori. Per molto tempo, la maggior parte delle imprese nazionali che producono forgiati in lega di alluminio possono fornire solo prodotti per il mercato post-vendita e i requisiti di qualità del prodotto non sono elevati, Mancanza di potenza per migliorare continuamente la tecnologia di forgiatura dell'alluminio. Con il continuo sviluppo della leggerezza e dell'elettrificazione delle automobili, i produttori automobilistici globali si trovano ad affrontare una concorrenza sempre più agguerrita e una pressione sui costi. Sempre più prodotti per la forgiatura dell'alluminio saranno prodotti direttamente in Cina, il che offre opportunità di sviluppo senza precedenti per le imprese nazionali con capacità produttiva di forgiatura dell'alluminio.