1 L'application de l'alliage d'aluminium dans l'industrie automobile
Actuellement, plus de 12 à 15 % de la consommation mondiale d'aluminium est utilisée par l'industrie automobile, certains pays développés dépassant 25 %. En 2002, l’ensemble de l’industrie automobile européenne a consommé plus de 1,5 million de tonnes d’alliage d’aluminium par an. Environ 250 000 tonnes métriques ont été utilisées pour la fabrication de carrosseries, 800 000 tonnes métriques pour la fabrication de systèmes de transmission automobile et 428 000 tonnes supplémentaires pour la fabrication de systèmes d'entraînement et de suspension de véhicules. Il est évident que l’industrie automobile est devenue le plus grand consommateur de matériaux en aluminium.
2 Exigences techniques pour les feuilles d'estampage en aluminium dans l'estampage
2.1 Exigences de formage et de matrice pour les feuilles d'aluminium
Le processus de formage de l'alliage d'aluminium est similaire à celui des tôles laminées à froid ordinaires, avec la possibilité de réduire la production de déchets et de déchets d'aluminium en ajoutant des processus. Cependant, il existe des différences dans les exigences en matière de matrice par rapport aux tôles laminées à froid.
2.2 Stockage à long terme des feuilles d'aluminium
Après le vieillissement, la limite d'élasticité des tôles d'aluminium augmente, réduisant ainsi leur aptitude au traitement des bords. Lors de la fabrication de matrices, envisagez d'utiliser des matériaux qui répondent aux exigences des spécifications supérieures et effectuez une confirmation de faisabilité avant la production.
L'huile d'étirement/huile antirouille utilisée pour la production est sujette à la volatilisation. Après avoir ouvert l'emballage en feuille, celui-ci doit être utilisé immédiatement ou nettoyé et huilé avant l'estampage.
La surface est sujette à l'oxydation et ne doit pas être stockée à l'air libre. Une gestion particulière (emballage) est nécessaire.
3 Exigences techniques pour les feuilles d’estampage en aluminium lors du soudage
Les principaux procédés de soudage lors de l'assemblage de corps en alliage d'aluminium comprennent le soudage par résistance, le soudage par transition froide CMT, le soudage au gaz inerte au tungstène (TIG), le rivetage, le poinçonnage et le meulage/polissage.
3.1 Soudage sans rivetage des tôles d'aluminium
Les composants en tôle d'aluminium sans rivetage sont formés par extrusion à froid de deux ou plusieurs couches de tôles à l'aide d'un équipement sous pression et de moules spéciaux. Ce processus crée des points de connexion encastrés avec une certaine résistance à la traction et au cisaillement. L'épaisseur des feuilles de liaison peut être identique ou différente, et elles peuvent comporter des couches adhésives ou d'autres couches intermédiaires, les matériaux étant identiques ou différents. Cette méthode produit de bonnes connexions sans avoir besoin de connecteurs auxiliaires.
3.2 Soudage par résistance
Actuellement, le soudage par résistance des alliages d’aluminium utilise généralement des procédés de soudage par résistance à moyenne ou haute fréquence. Ce processus de soudage fait fondre le métal de base dans la plage de diamètres de l'électrode de soudage en un temps extrêmement court pour former un bain de soudure,
les points de soudure refroidissent rapidement pour former des connexions, avec des possibilités minimales de génération de poussière d'aluminium-magnésium. La plupart des fumées de soudage produites sont constituées de particules d'oxyde provenant de la surface métallique et d'impuretés de surface. Une ventilation locale par aspiration est fournie pendant le processus de soudage pour éliminer rapidement ces particules dans l'atmosphère, et le dépôt de poussière d'aluminium-magnésium est minimal.
3.3 Soudage à transition froide CMT et soudage TIG
Ces deux procédés de soudage, grâce à la protection du gaz inerte, produisent des particules métalliques aluminium-magnésium plus petites à haute température. Ces particules peuvent éclabousser l'environnement de travail sous l'action de l'arc, posant un risque d'explosion de poussières d'aluminium-magnésium. Par conséquent, des précautions et des mesures de prévention et de traitement des explosions de poussières sont nécessaires.
4 Exigences techniques pour les feuilles d'estampage en aluminium lors du laminage de chants
La différence entre le laminage des chants en alliage d'aluminium et le laminage des chants des tôles laminées à froid ordinaires est significative. L'aluminium est moins ductile que l'acier, c'est pourquoi une pression excessive doit être évitée pendant le laminage et la vitesse de laminage doit être relativement lente, généralement de 200 à 250 mm/s. Chaque angle de roulement ne doit pas dépasser 30° et le roulement en forme de V doit être évité.
Exigences de température pour le laminage des alliages d'aluminium : Il doit être effectué à une température ambiante de 20°C. Les pièces provenant directement d’un entrepôt frigorifique ne doivent pas être soumises immédiatement au laminage des bords.
5 formes et caractéristiques du laminage de bords pour les feuilles d’estampage en aluminium
5.1 Formes de laminage des bords pour les feuilles d'estampage en aluminium
Le laminage conventionnel comprend trois étapes : le pré-laminage initial, le pré-laminage secondaire et le laminage final. Ceci est généralement utilisé lorsqu'il n'y a pas d'exigences de résistance spécifiques et que les angles des brides de la plaque extérieure sont normaux.
Le laminage de style européen comprend quatre étapes : le pré-laminage initial, le pré-laminage secondaire, le laminage final et le laminage de style européen. Ceci est généralement utilisé pour le roulement sur des bords longs, tels que les capots avant et arrière. Le laminage de style européen peut également être utilisé pour réduire ou éliminer les défauts de surface.
5.2 Caractéristiques du laminage des bords pour les feuilles d'estampage en aluminium
Pour les équipements de laminage de composants en aluminium, le moule inférieur et le bloc d'insertion doivent être polis et entretenus régulièrement avec du papier de verre 800-1200# pour garantir qu'aucun morceau d'aluminium n'est présent sur la surface.
6 diverses causes de défauts causés par le laminage des bords des feuilles d'estampage en aluminium
Différentes causes de défauts provoqués par le laminage des bords de pièces en aluminium sont présentées dans le tableau.
7 Exigences techniques pour le revêtement des feuilles d'estampage en aluminium
7.1 Principes et effets de la passivation par lavage à l’eau pour les feuilles d’estampage en aluminium
La passivation par lavage à l'eau fait référence à l'élimination du film d'oxyde naturellement formé et des taches d'huile sur la surface des pièces en aluminium, et par une réaction chimique entre l'alliage d'aluminium et une solution acide, créant un film d'oxyde dense sur la surface de la pièce. Le film d'oxyde, les taches d'huile, les soudures et le collage sur la surface des pièces en aluminium après emboutissage ont tous un impact. Pour améliorer l'adhérence des adhésifs et des soudures, un processus chimique est utilisé pour maintenir des connexions adhésives durables et une stabilité de résistance sur la surface, obtenant ainsi un meilleur soudage. Par conséquent, les pièces nécessitant un soudage au laser, un soudage par transition métallique à froid (CMT) et d'autres procédés de soudage doivent subir une passivation par lavage à l'eau.
7.2 Déroulement du processus de passivation par lavage à l’eau pour les feuilles d’estampage en aluminium
L'équipement de passivation par lavage à l'eau se compose d'une zone de dégraissage, d'une zone de lavage à l'eau industrielle, d'une zone de passivation, d'une zone de rinçage à l'eau propre, d'une zone de séchage et d'un système d'échappement. Les pièces en aluminium à traiter sont placées dans un panier de lavage, fixées et descendues dans la cuve. Dans les réservoirs contenant différents solvants, les pièces sont rincées à plusieurs reprises avec toutes les solutions de travail présentes dans le réservoir. Tous les réservoirs sont équipés de pompes de circulation et de buses pour assurer un rinçage uniforme de toutes les pièces. Le déroulement du processus de passivation par lavage à l'eau est le suivant : dégraissage 1 → dégraissage 2 → lavage à l'eau 2 → lavage à l'eau 3 → passivation → lavage à l'eau 4 → lavage à l'eau 5 → lavage à l'eau 6 → séchage. Les pièces moulées en aluminium peuvent ignorer le lavage à l'eau 2.
7.3 Processus de séchage pour la passivation par lavage à l’eau des feuilles d’estampage en aluminium
Il faut environ 7 minutes pour que la température de la pièce passe de la température ambiante à 140°C, et le temps de durcissement minimum pour les adhésifs est de 20 minutes.
Les pièces en aluminium sont élevées de la température ambiante à la température de maintien en 10 minutes environ, et le temps de maintien pour l'aluminium est d'environ 20 minutes. Après maintien, il est refroidi de la température d'auto-maintien à 100°C pendant environ 7 minutes. Après maintien, il est refroidi à température ambiante. Par conséquent, l’ensemble du processus de séchage des pièces en aluminium dure 37 minutes.
8Conclusion
Les automobiles modernes progressent vers des directions légères, rapides, sûres, confortables, peu coûteuses, à faibles émissions et économes en énergie. Le développement de l’industrie automobile est étroitement lié à l’efficacité énergétique, à la protection de l’environnement et à la sécurité. Avec la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement, les matériaux en feuille d'aluminium présentent des avantages inégalés en termes de coût, de technologie de fabrication, de performances mécaniques et de développement durable par rapport à d'autres matériaux légers. Par conséquent, l’alliage d’aluminium deviendra le matériau léger préféré dans l’industrie automobile.
Edité par May Jiang de MAT Aluminium
Heure de publication : 18 avril 2024
