铝合金拉杆的热挤压工艺
2019-01-02 09:41:20
铝合金拉杆零件材料为 2A50(LD5) 合金,属于 A1-Mg-Si-Cu系,具有良好的锻造性能,在热态下易变形,且抗蚀性能、焊接性能和切削性能良好,中等强度,塑性很好闭。在生产过程中,将圆柱形毛坯表面涂上水剂石墨,然后感应加热至490℃,放入组合凹模的模具中挤压成形。工作前把模具预热至250℃左右,每次挤压前,需向模腔喷洒润滑剂。挤压变形后可进行固溶时效热处理,以提高其硬度,固溶温度为 (515±5)℃,时间为3h,时效温度为(160±5) ℃,时间为5h。
拉杆挤压可以采用正挤压或反挤压的方法成形杆部。由于拉杆变形程度大,且杆部长径比大于7,正挤压时,金属的流动方向与凸模运动方向相同,坯料与凹模之间存在摩擦力,则挤压力中不仅有变形力,还包括该摩擦力。在坯料与凹模温度过高及润滑不良时,因坯料与凹模之间有相对运动,会进一步增大挤压力。由于该零件的杆部较长,直接顶出时容易失稳弯曲.若间接顶出模具结构复杂,操作困难加。
采用一次复合挤压成形工艺,即杆部反挤头部正挤的复合挤压成形工艺可以解决上述问题,其工艺流程如图2所示。由于采用了杆部反挤,坯料与凹模之间无相对运动产生的摩擦力,从而降低了挤压力。该方案模具结构简单,生产效率高 YA23-315四柱式万能液压机活动横梁到工作台面距离为1250mm,行程长,凸模设计为中空结构,成形杆部的模腔在凸模上,可以完成脱模。拉杆热挤压工艺的生产过程是 :下料-加热-挤压-热处理-精加工。
高压开关产品零件品种多、改型频繁,拉杆是 LW8-35SF6型户外断路器中的关键零件,要求具有较高的导电、导热性能和良好的力学性能,以降低能耗和提高产品的可靠性铝合金材料不仅导电导热性好、力学性能优良,而且比强度高、密度小,因而在高压电器零部件的制造中,除采用铜及其合金外,大量采用铝合金。研究表明,对于综合性能要求较高的一类功能件,如拉杆、接头、导体、触头座等,一般采用铝合金挤压棒 (管)经切削加工制成,2A50 合金就是其中常用材料之一。2A50合金在热态下具有良好的可塑性,可通过铸造、挤压等变形工艺改善组织,提高性能,且可以热处理强化,工艺性较好,因而成为高压开关类零部件的首选材料。
拉杆的挤压件传统上采用棒料直接切削加工而成,材料的利用率一般在 16%-40%,浪费严重、效率低。新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压方法,能使坯料尺寸精度大幅度提高,毛坯重量减轻72%以上,产品的导电率、硬度及强度等完全达到设计标准。
浅谈铝合金罐式车的优势
2019-01-09 11:26:41
罐式车作为重要的物流设备,在汽车运输业中的应用极为广泛。目前,我国在汽油、柴油等油品及水泥、粉煤灰等粉粒物料的运输中,主要以碳钢罐车运输为主。由于碳钢罐车自重大、质量利用系数低、车辆油耗大,且罐体容易生锈腐蚀而污染环境,因而,欧美日等发达国家和地区从20世纪20年代就开始尝试使用铝合金罐车,以替代碳钢罐车。 在全球能源和环境压力不断增加的大背景下,追求汽车轻量化已经成为汽车行业的发展趋势,也是推动我国商用车持续、健康发展必由之路。目前,世界各国的汽车企业都围绕节能、节材、环保、降低成本以及提高动力性、经济性、可靠性、安全性及舒适性等基本功能,开展新技术、新材料、新工艺、新产品的研发工作,其核心就是实现汽车轻量化。 铝合金罐式车的优势综合来看有以下几点: (1)安全性高 靠前、危化(爆)品属于易燃易爆危险品,所以安全性是考量油罐车的重要指标。铝合金罐车由于上装重量较低,所以重心低,不易翻车,更加安全;从行车安全性考虑,铝合金罐车碰撞时惯性小,制动距离减少; 第二、不可燃材料、不产生火花,更低的静电积聚,采用铝合金罐体,有利于将油品装卸和运输过程中产生的静电及时传导走,减少了事故发生的概率; 第三、对路面破坏少,政府一直希望降低路面维护成本; 第四,能够通过变形来吸收碰撞产生的能量,且不会突然的被撕裂。 (2)运营费用更低,自重轻,有效载重高,投资回报快 由于铝合金罐车相对碳钢罐车自重更轻,减轻了运输过程中燃油的消耗和对轮胎的磨损,从而减少了日常运营费用和维护费用。通过减轻车体自重而增加了有效载荷,运输同样数量的货物可以让车辆少运若干班次。 (3)耐腐蚀性好,使用寿命长 耐腐蚀性强,15-20年是铝合金罐车的典型使用寿命。铝罐车表面会形成一层致密的氧化铝,有效阻止大气和潮气的侵蚀,油罐车不会因生锈而污染油品。无需油漆和涂任何防护层,节约维护费用。罐体清洗容易方便,表面能够长期保持光亮美观,有助于提升企业形象。 (4)产品性能优,外形美观 罐体采用铝合金型材,延展率好,强度高;采用分仓技术能兼容多品种物料存储运输;采用封闭灌装系统,比传统装卸效率提高1倍以上。研究表明,车辆在空载情况下,60%的燃料消耗来自于车的自重,车辆每轻1T,每10KM可省0.6L的汽油。铝罐车减重了4吨,在整个使用周期节油的经济效益是非常可观的。 (5)更好的燃油效率和降低CO2的排放,更绿色环保,符合国家节能减排政策,经济和社会效益好 根据欧洲铝业协会的研究报告显示,整车质量与单车燃油耗呈正向变化关系。单车总质量每减轻1t,那么车辆运行100km可省0.6L柴油。按照我国道路安全法规定,车货总重不得超过55t。在规定总重的前提下,要想提高运输总量,总能从车辆轻量化入手,从而增加其有效承载力获取更好的经济效益。从增加收益角度出发,采用铝合金罐体,运行车辆比碳钢灌体的车辆承载约多3t,仍然以120000km/年的里程计算,运输费为人民币0.5元/km.t,每年可额外增加收入约人民币18万元,可以看出使用铝合金罐体的经济效益非常可观。 同样,根据欧洲铝业协会的研究报告显示,整车(寿命期限内)每使用1kg铝合金,可减少二氧化碳排放28kg。以此来算,如果使用铝合金罐体,整车重量减轻5t,可总共减少二氧化碳排放140t;美国研究表明,在欧四标准下,没办公里油耗Y与车身质量X的关系式:Y=0.003X+3.3434,汽车质量没减少1000千克,油耗下降7%-10%,同时二氧化碳、氮氧化物的排放量也将下降,环境将得到极大的改善,社会效益明显。 (6)回收价值高 一个5t成品铝合金制成的罐体,到罐体报废时,按照目前国际市场上铝的价格,仅罐体回收就有约8万人民币。 随着国内企业一些代表着国际领导技术水平的油罐车的陆续下线,中国油罐车行业在全球的地位随之发生着巨大的变化,各国对我国油罐车产品的需求不断加大。汽车轻量化是汽车发展的总趋势,而铝合金的大量使用是汽车轻量化较主要的方式之一。铝合金在罐体上的应用,使罐车在轻量化上效果显著,经济效益、环境保护、社会效益非常可观,是一件利国利民又利已的事情,根据铝合金罐车在欧洲和北美使用的经验。由此可见,铝合金罐车是中国罐车发展的必然趋势。 综上所述,笔者认为无论从经济效益、安全性,还是从环境以及社会效益来说,铝合金罐体有无可比拟的优越性,铝合金罐式车是实现高端化、轻量化、节能环保化的必然选择。
劳斯莱斯“幻影”车系铝合金车架亮相广州
2019-01-15 17:45:30
劳斯莱斯汽车在广州展厅中展示出“幻影”车系所采用的铝合金车架。这是劳斯莱斯汽车的铝合金车架首次在国内亮相。
劳斯莱斯汽车公司大中国区总经理郑津兰女士表示:“劳斯莱斯汽车‘幻影’车采用的铝合金车架是汽车设计方面的卓越科研成果,除了有助劳斯莱斯研制新一代车系,亦为发展日后的车款提供稳健基础,其中包括万众期待并预期于明年面世的四座位双门开篷轿车。”
较近,该车架的独特设计更被视为劳斯莱斯101EX实验车的重要部分。该款实验车分别于今年五月首次在香港展出,并在十一月中旬首度亮相了2006年北京国际车展。 作为汽车业历年制造的同类车架中体积较庞大者,“幻影”的铝合金车架可说是特别的工程技术杰作。轻巧的车架大大加强“幻影”的性能表现与能源效益,坚硬耐用的质料与构造则显著提升驾乘的安全舒适程度。坚硬度极高的车架既是阻隔噪音及减少车身震动的必备要素,亦可让车内人士获享超静音体验。
自2003年向全球推出以来,“幻影”系列不断受到各界好评,2005年全年销量更是创造了劳斯莱斯15年来的销售记录。就在上周,劳斯莱斯汽车正式将14部全新加长版“幻影”移交香港半岛酒店。这是劳斯莱斯“幻影”历年来接到的较大单一订单,也是该酒店第八次刷新订单的纪录,表明双方合作进一步加深。除了一段极短时间之外,自1970年至今,半岛酒店一直选用劳斯莱斯汽车来接载宾客。
今年,劳斯莱斯汽车在中国的销售量的增长超过了50个百分点,这就意味着本年度,中国会超过日本,成为劳斯莱斯汽车在亚太区的靠前大市场,也是在全球业务范围内仅次于北美和英国的第三大市场。 劳斯莱斯汽车目前正积极拓展在中国的业务,2007年分别在成都、深圳、杭州三地经销商的开业,将使劳斯莱斯汽车在大中国区的经销商总数达到7家。同时,中国也成为劳斯莱斯在全球范围内较为重视的市场之一。
明年,劳斯莱斯将增添新成员——劳斯莱斯敞篷车。它将采用和“幻影”同样的轻巧坚硬的铝合金架构,很容易通过前马车式车门进入宽敞的内部空间,使得4人同坐依然舒适自如。该车采用V12引擎,排量为6.75升。
另外,劳斯莱斯汽车还宣布开始研发一个新系列。该系列与“幻影”相比较为短矮,预计在未来4年内问世。
车用铝合金板材温冲压成形技术
2018-12-29 09:43:11
铝合金板温成形工艺受到材料成形性能、工艺参数与模具的设计、润滑与摩擦状态等诸多因素的影响,目前仍是一项尚待进一步研究开发的板料冲压成形新技术。如果突破,则可以提供高效率成形技术——平均每小时生产零件(ASPH)大于540件。汽车底板温冲压工艺流程如图10。 近年来,铝合金板温成形技术开始应用于汽车车身。 图11为湖南大学中汽轿车车身外覆盖件铝板冲压件。目前,板材温成形冲压技术用于车身铝板冲压仍存在一些不足,主要表现在以下方面。
(1)成形性还需继续改善。铝合金板材的局部拉延性不好,容易产生裂纹,特别是形状比较复杂的零件。
(2)为避免拉裂,常常导致冲压拉伸不充分,作为外覆盖件容易出现局部面畸变等缺陷,影响表面质量。
(3)尺寸精度不容易掌握,回弹难以控制。由于上述原因,铝板冲压模具开发难度大、调试周期长,因而成本较高,难以满足高档轿车车身件的质量要求。
铝合金拉杆的热挤压工艺与模具设计
2019-01-14 14:52:52
1引言 高压开关产品零件品种多、改型频繁,拉杆是LW8-35SF6型户外断路器中的关键零件,要求具有较高的导电、导热性能和良好的力学性能,以降低能耗和提高产品的可靠性铝合金材料不仅导电导热性好、力学性能优良,而且比强度高、密度小,因而在高压电器零部件的制造中,除采用铜及其合金外,大量采用铝合金。研究表明,对于综合性能要求较高的一类功能件,如拉杆、接头、导体、触头座等,一般采用铝合金挤压棒(管)经切削加工制成,2A50合金就是其中常用材料之一。2A50合金在热态下具有良好的可塑性,可通过铸造、挤压等变形工艺改善组织,提高性能,且可以热处理强化,工艺性较好,因而成为高压开关类零部件的优选材料。 拉杆的挤压件如图1所示,传统上采用棒料直接切削加工而成,材料的利用率一般在16%-40%,浪费严重、效率低。新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压方法,能使坯料尺寸精度大幅度提高,毛坯重量减轻72%以上,产品的导电率、硬度及强度等完全达到设计标准。 2拉杆热挤压工艺分析 拉杆零件材料为2A50(LD5)合金,属于A1-Mg-Si-Cu系,具有良好的锻造性能,在热态下易变形,且抗蚀性能、焊接性能和切削性能良好,中等强度,塑性很好闭。在生产过程中,将圆柱形毛坯表面涂上水剂石墨,然后感应加热至490℃,放入组合凹模的模具中挤压成形。工作前把模具预热至250℃左右,每次挤压前,需向模腔喷洒润滑剂。挤压变形后可进行固溶时效热处理,以提高其硬度,固溶温度为(515±5)℃,时间为3h,时效温度为(160±5)℃,时间为5h。 拉杆挤压可以采用正挤压或反挤压的方法成形杆部。由于拉杆变形程度大,且杆部长径比大于7,正挤压时,金属的流动方向与凸模运动方向相同,坯料与凹模之间存在摩擦力,则挤压力中不仅有变形力,还包括该摩擦力。在坯料与凹模温度过高及润滑不良时,因坯料与凹模之间有相对运动,会进一步增大挤压力。由于该零件的杆部较长,直接顶出时容易失稳弯曲.若间接顶出模具结构复杂,操作困难加。 采用一次复合挤压成形工艺,即杆部反挤头部正挤的复合挤压成形工艺可以解决上述问题,其工艺流程如图2所示。由于采用了杆部反挤,坯料与凹模之间无相对运动产生的摩擦力,从而降低了挤压力。该方案模具结构简单,生产效率高YA23-315四柱式多功能液压机活动横梁到工作台面距离为1250mm,行程长,凸模设计为中空结构,成形杆部的模腔在凸模上,可以完成脱模。拉杆热挤压工艺的生产过程是:下料-加热-挤压-热处理-精加工。 3拉杆热挤压工艺设计 3.1模具结构及工作过程 热挤压工艺设计是热挤压模具设计的靠前步,直接影响到制件质量、生产效率、模具寿命、生产成本等。根据挤压件形状,凸模设计为空心状,采用二层组合凹模结构。复合热挤压模具结构如图3所示,挤压时.先将坯料放人凹模型腔内.随着凸模4的下行,坯料在组合式凹模内正挤成形,同时杆部反挤成形,随着挤压变形力逐渐增大,当金属正向流动到顶件器时,头部成形结束,此时金属反向继续流动。当挤压完成后,上模回程,工件留在凹模7中,压力机下缸动作,通过顶杆11将头部大直径部分顶出凹模7,即可完成脱模。工件头部内形与顶件器口之间应留有一定的斜度,以保证工件与顶件器不发生抱死现象,顶杆1兼作头部正挤压的凹模。 3.2坯料尺寸的计算 根据拉杆零部件的要求,考虑到2A50在热处理后的零件尺寸和留机加工余量,挤压件内外各留2mm的单边加工余量。根据原材料供货情况,决定在生产中坯料采用Φ90mm的棒料,高度取85mm。 3.3许用变形程度的计算 采用热挤压成形工艺,需对材料的许用变形程度进行验证,许用变形程度用断面收缩率ε来表示挤压过程中毛坯的变形程度为: 3.4挤压力的计算 在此复合挤压中,凸模下行,挤压力克服金属的变形阻力及毛坯与模具之间的摩擦力,金属开始流人型腔,拉杆头部预先成形,金属流经转弯处杆部反挤;凸模继续下行,当杆部成形结束时,挤压力达到较大,其复合挤压力为P复=P反。 4模具结构特点及工作过程中应注意的问题 本工艺采用一次挤压成形,采用通用模架,凹模设计为二层组合结构。实际生产证明,该模具结构简单、使用方便。通过改变凸模与顶件器,可以挤压出不同头部形状和杆部直径及长度的零件。 由于凸模为空心结构,截面积小,单位挤压力高,又长时间工作在高温状态,易变形,因此,应采用热强度较高的3Cr2W8V材料,热处理硬度50-55HRc。凹模采用单层预紧结构,凹模材料选5CrNiMo,热处理硬度44-84HRC。凹模预紧圈要求不高,材料选40Cr就可以了,热处理硬度24-46HRC。 设计合理的人模角度和工作带宽度,便于金属流动,以尽量减小金属与模具间的摩擦力,降低挤压力。凹模尺寸与顶件器应有斜度,工作中保持凹模与制件有一定的摩擦力,又不影响开模后制件脱模,同时应注意模具的预热。保证锥面摩擦的均匀,以避免在挤压过程中拉杆头部的偏移。在反挤过程中要保证坯料与模具的清洁度和间隙尺寸,减少成层和气泡 采用杆部反挤头部正挤的复合挤压工艺生产高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆是一种值得推广的新工艺,不仅工艺合理,而且操作方便。该工艺较大限度地利用了3150k油压机的设备能力,一次成形顶出,模具结构简单、通用性强,且挤压力小,特别适用于变形程度较大的长杆件的热挤压成形。新工艺的采用,使生产效率大大提高,同时对于在小设备上生产成形变形程度较大的其他类似长杆零件有很好的借鉴意义。
春节回家出游全球五大铝合金拉杆箱
2019-01-08 13:40:10
春节假期临近,回家探亲、外出旅行成为大众消费者度过节日的两大选择,经过一年忙碌的工作,选择一种轻松快乐的方式度过假期,是大家对春节长假的诉求。安排完紧张的行程,你才会发现,比订机票订车票更让你烦恼的事情,是没有一只合适的旅行拉杆箱。出行的衣物、回家带的礼物、旅行的必备用品,如何归类整齐,存放有序,又不占用空间;如何经久耐用,携带方便,又美观大方不失品味,无论你是回乡团聚还是外出旅行,一只好的拉杆箱,会成就你一段美好旅程。伴随着消费市场的不断升级,箱包产业也在发生着多元的变换,除了外观的设计不断改进,铝合金材质在箱包的广泛应用也成为了行业发展的趋势,相对于传统材质拉杆箱,全铝镁合金拉杆箱更加结实耐用,具有抗摔、防刮、防水、防霉、抗压、静音等特点,部分好的品牌拉杆箱寿命可长达十余年,更适合经常出差人群选购。从上世纪三十年代开始,第1款轻量航空级铝材质的旅行箱面世以来,铝材质在便开始在旅行箱行业广泛应用,各大生产企业也是不断改进制造工艺,从起初的材质变换,到多种元素的添加,从单一的金属材质,到镁铝合金的搭配,从传统的沟槽结构,到如今铆钉的华丽点缀,旅行箱不在是单一的撞箱模式,私人订制也已经开始成为了这一行业的发展趋势,拥有一款独一 无二的旅行箱,正在成为消费者青睐的事情。
据某第三方的数据统计和网购平台的评选,近几年铝合金箱包的品牌美誉度和销量正在逐年上涨,以下五大品牌表现较为突出,无论在购买力还是消费者认可度上都在拉杆箱行业内稳居前列。下面就带大家盘点一下,希望能给即将出行的人们,提供一些购买的消费建议。
RIMOWA日默瓦智能铝合金拉杆箱的开创者
RIMOWA是来自德国的全球领先的优质旅行箱品牌,旗下旅行箱均使用铝镁合金和高科技聚碳酸酯材料打造。1937年,当历史上,第1个由轻量航空铝材制作的旅行箱被开创之时,RIMOWA彻底改变了旅行世界,精美的设计以及轻型材料的应用一直被旅行家,高品位的消费者欣赏。对RIMOWA来说,德国制造和德国工艺意义重大,代表优质材料、卓越技术、非凡设计的结合,并将产品质量提升至较高。回顾过去一百多年的历史,RIMOWA经典沟槽结构的设计令人一见难忘,每一次新的开发都是由激情所驱动,旨在提供给客户更轻,更坚固,更便于操作的旅行箱。如今RIMOWA将智能互联网技术与箱包相结合,领先开创了智能便捷的新产品特色,在技术和设计方面不断改进,但是不变的是:高雅,永恒,无误。
ZENESSE爵尼诗高端艺术定制铝合金拉杆箱的缔造者
ZENESSE爵尼诗品牌诞生于美国,以时尚、艺术、科技等要素著称,作为全球领先的箱包品牌,ZENESSE专注于打造坚固、轻便、耐用、个性的箱包产品,其铝镁合金的材质特性,也成为拉杆箱领域的一支翘楚。ZENESSE设计团队带着对消费者的需求和对旅行的特殊理解,将艺术的元素融入到产品中,在行业首次推出了系列艺术高端定制旅行箱,无缝箱体的独特设计,将工业艺术与文化艺术结合升华,多元时尚元素的淋漓演绎,堪称业界唯 一。ZENESSE品牌价值的个性化,也成为铝镁合金旅行箱市场中,具特色的箱包品牌,对细节设计的苛求,也让ZENESSE在兼具美感的同时,具备了诸多实用价值,近期,ZENESSE也将智能科技融入到了新品之中,无疑在迈向世界一流品牌的过程中更进一步。
Samsonite新秀丽时尚铝合金拉杆箱的倡导者
Samsonite新秀丽品牌1910年创始于美国,作为百年品牌,新秀丽Samsonite始终坚持传承匠心品质,融合创新科技与时尚设计,发展历史中,多次荣获国际性设计大奖。新秀丽Samsonite以高科技人工技术及先进原料,努力研究及发展新产品并重新定义耐用性、多功能性、合乎人体工学的设计及安全标准。始终保持对旅行者不断变化需求的敏锐洞察力及适应能力,作为旅行用品领域的行家,它以世界带头人和创新者的形象,不断创造出别具匠心、经久耐用、时尚舒适的箱包产品。新秀丽Samsonite近年推出了铝合金拉杆箱,年轻朝气的品牌形象,也受到年轻消费者的青睐。
小米90分铝合金拉杆箱价格搅局者
素来性价比高,以价格屠夫著称的小米公司,在硬件生态链布局的的过程中更近一步。近期,小米生态链企业90分,发布了一款90分金属登机箱(米家定制版),箱体横条纹的样子简约漂亮,格调分明,兼顾美观与感性。小米90分拉杆箱采用5系高标号定制铝镁合金材质,轻盈坚固,兼具支撑和防撞击力,拥有更强的延伸率和抗冲击功能,减少旅途中对箱体可能造成的磕碰与损害。999元的市场售价,也成为低价旅行箱的诚意之作,小米之家将陆续在国内主要城市落地,作为补充产品,小米90分的超低价旅行箱,势必会吸引更多粉丝的喜爱。
ZERO零度新生代铝合金拉杆箱的创新者
“ZERO零度”品牌源自1963年地中海沿岸的意大利,起初以皮鞋制造为主,以独到的眼光把握住时尚脉搏,以智慧感悟艺术,尊贵优雅、舒适愉悦的体验是ZERO零度的品牌价值。零度以创新赢未来,行动把机遇的姿态,顺势而为推出了铝合金拉杆箱,以极具竞争力的品牌背书,布局线上线下经营共融的新模式,打通品牌价值、用户、货品、服务等多领域的资源共享,成为了铝合金箱包行业凸起的一支主力军。
在漫长而又未知的旅途中,一款实用而又不失格调的拉杆箱,或许会给你的路程带去真正的安全感。面对人生未来的各种可能,在路上重新认识自己,下一站,无论回家还是旅行,都让一款你钟爱的铝合金拉杆箱,带你去开启快乐的旅程。
【技术帖】泡沫铝如何解锁车用铝合金?
2019-03-11 13:46:31
这年头,一说轿车黑科技少不了谈轻量化。一谈轻量化,咱们言必称铝合金。一说铝合金,连它的来路也都跟邻家小李子相同被人摸的门儿清:不就是运用冲压工艺制造铝合金板材、运用铸造工艺制造铸铝件么? Too young。还有许多办法解锁铝合金哦,比方——泡沫铝。 ▲这货与泡沫和车有啥联系? 泡沫铝前史 大龄女青年想要找对象,一般要求都不高。不需要满意3个180(不要问什么意思,车聚君这么纯真怎样知道),只需要他像彭予晏相同阳光英俊会撩妹,又像王宝强相同忠诚厚道收入高,就能够了。 嗯,赶忙从娱乐圈醒来。 在轿车圈,却还真有这样一种材料。它像泡沫相同,孔隙率大、比表面积高、阻尼减震强;又像金属相同,比强度高、比刚度高、耐高温、质量还轻,简直是造车者的梦中情人。 但你并不是在做梦。早在20世纪40年代后期,美国就首先研讨这种材料,并于1951年科学家Elliot首先成功出产出泡沫铝。 泡沫铝是一种在铝基体中包括无数个气泡的轻质多孔金属材料,它一起兼有金属相气泡特征,是一种具有广泛运用远景的物理功用材料。 首要结构特色 (1)孔结构可调。可分为两种状况:一种是具有独立孔洞结构,涣散的气泡或空心的颗粒散布在金属基体中(有人称之为海绵铝);另一种是具有贯穿的孔洞结构(有人称之为蜂窝铝)。 (2)孔径较大。改变规模为0.1~10.0mm(一般粉末冶海多孔金属孔径径不大于0.3mm)。 (3)空泛率高。改变规模为40%~90%(一般粉末冶金多孔金属空泛率不大于30%)。 (4)密度小。改变范圈为0.2~0.9/cm3(仅为同体积铝的1/10~1/3)。 可是这种材料在发泡工艺、泡的巨细和均匀性上很难操控,出产难度很大,其时并没有得到大规模运用,且在尔后40多年里泡沫铝的制造和运用一向处在阻滞状况。直到80年代末,日本神州工业技术研讨所改进了泡沫铝的出产技术,国际上再次兴起了关于泡沫铝材料的开发热潮。 那场在1999年德国不来梅举办的第一届国际泡沫金属学会议,可谓泡沫铝腾飞的里程碑事情。尔后泡沫铝就真实意义上从暗地走向了台前,工业化程度也越来越高,再也不是试验室里无人问津的科研材料了。 首要功用特色 高阻尼减震功用及冲击能量吸收率:阻尼功用为金属铝的5-10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发作50%变型时,可吸收2.5MJ/M3C以上的能量。 杰出的声学功用:1、隔声功用(闭孔):声波频率上800-4000HZ之间时,闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。2、吸声功用(微通孔和通孔):声波频率在125~4000HZ之间时,通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8,其倍频程均匀吸声系数超越0.4。 优秀的电磁屏蔽功用:电磁波频率在2.6-18GHZ之间时,泡沫铝的电磁屏蔽量可达60-90dB。 杰出的热学功用:通孔泡沫铝因为其孔洞彼此连通,在强制对流条件下具有杰出的散热性。不焚烧且有较好的耐热性。耐腐蚀性、耐候性好,低吸湿,不老化,无毒性。 易加工:切开、钻孔、胶结便利;经模压可曲折成所需形状;能用有机或无机漆进行表面处理;能够双面蒙皮,构成大尺度的轻质、高刚度板。 易装置:泡沫铝材料能够被装置在高处而无需机械起重设备,如:天花顶棚、墙面和房顶等,能够选用机械办法或直接用螺钉衔接和固定,也能够用粘接剂粘贴在墙或天花板上。 金属薄板——泡沫铝——金属薄板构成的“三明治”结构承继了泡沫铝的优异功用,并具有很高的抗弯强度,可用作新型建材、机车车辆的高刚度结构件等。 泡沫铝制备办法 泡沫铝制备工艺有20多种,触及的范畴十分广,但关于轿车工业来说,泡沫铝报价并不低价,加工工艺也比较复杂,各种制备工艺的稳定性和再现性都不是很高,孔结构的不均匀问题也还没有得到彻底处理。 泡沫铝制备首要为凝结法、烧结法、堆积法等,其间溶体发泡法相对简略,孔隙可控,本钱较低,比较合适规模化出产大规格的泡沫铝材料。 泡沫铝在轿车工业中的运用 因为泡沫铝具有轻质、高比强度、高比刚度、阻尼减震、吸声隔热、电池屏蔽等特色,在航空航天、高速芯片,建筑材料中均有所运用,近些年这种材料又逐步进入轿车范畴。 泡沫铝经典运用之一就是泡沫铝夹层结构,因为归纳了泡沫铝和金属板件的功用,这种结构强度较好,刚度进步2倍以上,阻尼、防撞才能进步3倍以上,且同比质量大大下降。 ▲出于防弹、防爆意图,奥巴马乘坐的“陆军一号”防弹轿车选用了很多泡沫铝材料 OME公司从前规划过一款轿车,底盘选用了泡沫铝三明治板结构,这种材料运用后,在同种结构下能够减低25%的分量。 据报道,假如将泡沫铝零件替代传统的轿车铸件,在零件强度不变的状况下,质量能够减轻50%以上。 此前,BMW曾联合澳大利亚轻金属功用研讨中心(LKR),研发了一种泡沫铝结构的发动机支架,在强化车架刚度,进步构架稳定性的一起还能耗散机械振动和热能。 而德国卡曼轿车公司则选用三明治式复合泡沫铝材来制造吉雅轿车(Ghiaroadster)的顶盖板,在质量下降25%的一起,刚度比本来的钢构件大7倍左右,真可谓一举两得。 泡沫铝作为吸能缓冲结构存在时,多是运用在吸能盒、门梁结构、保险杠中,能够到达缓冲吸能的意图。例如用泡沫铝作夹芯制造轿车保险杠,具有吸收碰击动能的功用,因为回弹率很小(小于3%),能够有用防止二次磕碰损伤。 咱们再具体聊聊咱们比较生疏的几项: 吸能盒 这种填充结构吸能才能,大于吸能盒与泡沫铝独自吸收能量之和,并且因为泡沫铝的各向同性,在偏置磕碰中也能取得很好的能量吸收。 跟着人们安全意识的进步,行人安全概念也逐步成形。而这种结构能够彻底吸收掉车辆以15Km/h速度碰击的一切能量,正能对行人安全起到维护作用。 NVH 吸热隔音上,泡沫铝也能起到马到成功的成效。比方它就被运用在了客车中。 客车泡沫,泡沫铝吸声板通过耐火处理,能够适用在近600℃的尾气温度。降噪作用为阻抗型消声内芯、并联共振式消声内芯消声器的2~3倍,分量减轻1/3左右。 此外,用泡沫铝材料制造轿车地板、距离、车门夹心板等也能到达隔音、隔震的作用。 顶盖 轿车顶盖作为轿车上最大面积的掩盖件,怎么归纳分量和强度的要求一向让供应商头疼。选用泡沫铝夹心板,厚度仅为2mm左右,刚度为钢板顶棚的7倍,分量还能减轻50%以上。 对未来的预期 当然了,看似完美的东西总归有着让人无法的缺陷,现阶段来说,泡沫铝的长处与高本钱比较并不占优势。 未来,独自的泡沫铝结构在轿车上的运用可能会遇到瓶颈,但假如将这种材料和其他材料如金属、高分子等进行结合或许是种启示。 比方将泡沫铝和铝合金或碳纤维复合材料等结合,能够必定程度上缓解碳纤维材料本钱高、脆性大,易开裂的缺陷,一起又能取得杰出的隔热静音、耐高温功用。 反过来也是相同的,将碳纤维作为辅材运用于泡沫铝中,进步泡沫铝自身的功用也是大有远景。现在现已呈现了一些关于碳纤维增强铝基泡沫材料的研讨,试验作用也阐明其在坚持泡沫铝原有功用的基础上,进一步进步了材料的物理功用,终究取得高吸能、阻尼减震、孔壁耐性较好的泡沫铝材料。 怎么取得更好的三明治结构,加强泡沫铝和其他材料之间的结合力,强化各材料的功用特色,或者是寻求出一种新的结构,如多层的夹层结构等也不失为一种比较好的挑选。 总归,虽然泡沫铝的研讨现已比较深化,在其他工业中得到了多方面的运用,可是关于轿车工业来说,它还远远没有到达彻底老练的境地,现在也仅在一些轿车零部件上运用,但作为一种功用优秀的材料,它的运用远远不止如此,将来泡沫铝和多种材料之间的结合会是一种趋势。 小结: 泡沫铝作为一种功用优秀的材料,在轿车范畴的位置应该更高,在铝合行其道的现代轿车工业中,它应该得到更多的注重。处理其本钱和单一性,找到更好的结构和材料复合办法,或许是这种材料的新发展方向。
车用铝合金滤清器激光焊接工艺研究
2019-01-08 17:01:49
节能降耗和减轻环境污染是世界各国交通运输业面临的紧迫问题。为解决这一问题,各种轻质合金(如铝、镁合金) 越来越多地应用于交通运输工具上。其中铝合金具有十分优良的物理、机械力学性能,且重量轻,在汽车制造业得到了广泛应用,其中滤清器就是较典型的应用之一。由于铝合金的化学活泼性很强,表面极易形成氧化膜,且具有难熔性质,加之铝合金导热性强,焊接时容易造成不熔合现象;同时,氧化膜可以吸收较多的水分,从而导致焊缝气孔的形成;此外,铝合金的线膨胀系数大,导热导电性强,焊接时容易产生咬边、翘曲变形等缺陷,并且焊后接头力学性能下降。采用常规的氩弧焊( TIG) 和惰性气体熔化级电弧(MIG)方法焊接铝合金时,容易产生气孔、焊接裂纹以及焊接变形大等问题,制约了其在工业中的应用推广。与常规的焊接方法相比,激光焊接是一种功能多、适应性强、可靠性高的精密焊接方法,且易于实现自动化。由于激光高的功率密度,焊接时热输入量低,在保证熔深的基础上,焊接热影响区小,焊接变形小,激光焊接不需要真空装置,因此激光焊接具有质量高、精度高、速度高的特点。同时随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发, 使得铝合金激光焊接技术在汽车制造业得到了广泛应用。
本文以车用铝合金滤清器为研究对象,分析了车用铝合金滤清器焊接的工艺要点及相关影响因素。滤清器焊缝为环焊缝,接头为锁底对接,要求焊缝表观均匀美观,熔宽达2mm以上,熔深达1.5mm以上,样件如图1所示。图1 样件
1 设备、材料及方法
设备:Trumpf 3001激光器和焊接头(光学配置:聚焦镜焦长为300mm、准直镜200mm、光纤芯径300μm),如图2所示;图2 Trumpf激光器和焊接头
材料:6系铝合金;
方法:激光焊接头在固定位置不动,工件绕固定轴旋转实现环焊缝焊接,焊接过程采用高纯Ar气旁轴保护。
2 焊接工艺易出现的问题
1、保护气吹向导致的问题:当保护气吹向与工件旋转方向同向时,即保护气后吹,因而焊接过程中保护气不能及时将待焊焊缝处空气排开,易导致焊接过程中空气的混入,从而使得焊缝极易氧化,焊后焊缝表面发黑且成形很差(如图3所示)。图3 保护气吹向与工件旋转方向同向形成的焊缝形貌
2、使用小内径气管导致保护范围过窄,且单位面积气体吹力过大:如当采用内径为4mm单铜管保护气保护,且样件是竖直摆放时(如图4所示),由于液态铝合金流动性较大,在保护气吹力和自身重力等因素的作用下,熔池中的铝合金易往重力方向下流,导致焊后焊缝下塌(如图5所示)。另外,小内径铜管的气体吹向面积小,气体吹力较大,也易导致焊缝成形不稳定。3、保护气不纯导致焊缝局部氧化,表面发黄:由于铝合金化学性质较活泼,在高温下极易氧化,因而焊接铝合金滤清器时保护气要采用高纯氩气(纯度99.99%),采用纯氩(纯度99.9%)保护时,由于高温焊接时气体杂质的侵入,也会导致焊缝局部氧化,甚至焊接不良,如图6所示。图6 保护气不纯导致的焊缝不良
4、工艺参数不匹配导致的焊接不良:激光焊接根据熔深的不同分为热导焊(功率密度在105 W/ cm2 —— 106 W/ cm2 之间)和深熔焊(功率密度在106 W/ cm2 —— 107 W/ cm2之间),热导焊时浅层金属主要靠表面吸收激光能量后向下的热传导而被加热至熔化,形成的焊缝近半圆型,焊缝熔深较浅。在激光焊接过程中小孔的出现可大大提高材料对激光的吸收率,小孔作为一个黑体可使焊件获得更多的能量耦合,这是获得良好焊接质量的前提条件。铝合金对激光具有极高的初始反射率,对C02激光束的反射率可达96%,对Nd:YAG激光束的反射率也接近80%。铝合金的热导率在室温下约为普通中碳钢的3倍,因此在实际焊接铝合金过程中,需要保证足够的激光功率,以获得需要的熔深。在不同铝合金的激光焊接中都发现存在一个激光能量密度阈值,若低于此值,焊件仅发生表面熔化,焊接以热传导型进行,熔深很浅,仅在表面形成一道激光冲击痕,而一旦达到或超过此值,等离子体产生,同时诱导出小孔,熔深大幅度提高。因而铝合金激光焊接若想达到深熔焊效果,需要达到一定功率值。但功率也不能达大,易导致因热输入过大使得焊缝凹陷,咬边严重,如图7a所示。在能量小于激光能量密度阈值时,会出现明显的热传导焊形貌,如图7b所示。图7 激光功率对焊缝成形的影响
3 解决方法和结果
1、针对保护气体吹力过大且吹向面积过小而导致熔池不稳定、焊缝保护范围过窄的问题,采用内径较大的保护气管(直径9mm)替代,如图8所示。该气管能在对熔池形成较大保护范围的前提下,减弱气体对熔池成形的干扰。图8 大内径气管保护
2、为了满足焊缝表面成形均匀美观和熔宽2mm以上的要求,采用了慢速、离焦焊接。另外焊接过程中采取上坡调时间100ms、下坡调时间300ms,以减小收弧处形成的弧坑。
选取表1参数作为优化的焊接工艺参数,焊后样件如图9所示,收弧形貌如图10所示。焊缝表面形貌和横断面形貌分别如图11和图12所示。从图9、图10和图11中可以看出,焊缝表面形成细密且均匀一致的鱼鳞纹形貌,并且没有任何表面裂纹和气孔等缺陷,另外收弧弧坑大大减小。从图12中可以检测出,焊缝熔宽达2.5mm,熔深达1.7mm,且内部无气孔、裂纹等缺陷。
铝车筐车篮焊接机焊点质量控制方法及工艺
2019-01-09 09:33:58
保证铝车筐车篮焊接机焊接头质量,提高其可靠性的核心就是在生产过程中运用先进的手段和设备实施质量控制。特别是由于点焊工艺运用的广泛性、重要性和具有代表性,点焊质量控制技术始终是铝车筐车篮焊接机领域研究的前沿和热点。
众所周知,点焊过程是一个高度非线性、有多变量耦合作用和大量随机不确定因素的过程,具有形核过程时间极短,处于封闭状态无法观测,特征信号提取困难等自身特点。这就造成焊点质量参数(熔核直径、强度等)无法直接检测,只能通过一些点焊过程参数(焊接电流、电极间电压、动态电阻、能量、热膨胀电极位移、声发射、红外辐射和超声波等)进行间接的推断,这就极大影响了点焊质量监控的准确性和可靠性。
经过较长时间的探索和实践,研究者已获得如下共识:铝车筐车篮焊接机发展多参量综合监测技术是提高点焊质量监控精度的有效途径,即充分利用监测信息,采用合理的建模手段,建立合理的多元非线性监测模型并使该模型能在较宽条件内提供准确、可靠的点焊质量信息,是质量控制技术关键。研究表明,模糊逻辑理论、数值模拟技术及专家系统等可望解决真正的点焊质量直接控制,将点焊质量控制技术的研究推向一个高峰。
电阻率对铝车筐车篮焊接机的影响
2018-04-26 17:38:27
当工件和电极一定时,铝车筐车篮焊接机点焊工件的电阻取决与它的电阻率.因此,电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差(如不锈钢)电阻率低的金属其导电性好(如
铝合金)。因此,铝车筐车篮焊接机点焊不锈钢时产热易而散热难,铝车筐车篮焊接机点焊铝合金时产热难而散热易.点焊时,前者可用较小电流(几千安培),而后者就必须用很大电流(几万安培)。电阻率不仅取决与金属种类,还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。为了保证熔核尺寸和焊点强度,焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点,可以采用大电流和短时间(强条件,又称硬规范),也可采用小电流和长时间(弱条件,也称软规范)。选用硬规范还是软规范,取决于金属的性能、厚度和铝车筐车篮焊接机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间,都有一个上下限,使用时以此为准。