تبلیغات
مهندسی مواد - كاربرد قطعات آلومینیمی فورج شده در خودرو
خوش آمدید امید واریم توجه شما را جلب کرده باشیم

بازدید : مرتبه
تاریخ : شنبه 24 اردیبهشت 1390
در بیشتر طراحی‌های صنعتی، گاهی طراح با محدودیت‌هایی نظیر وزن قطعه طراحی شده و یا برخورداری قطعه از مجموعه‌ای از خواص فیزیكی و مكانیكی مواجه خواهد بود. به همین دلیل، طراح می‌بایست با تغییر جنس قطعه برای كاهش وزن و به‌كارگیری فنون دیگر، طرحی مناسب با هدف حصول به بهترین نتیجه، به وجود آورد.
  

فلز آلومینیم یكی از فلزات سبك با خواص مناسب فیزیكی و مكانیكی است كه همیشه مورد توجه قرار داشته است. یكی از فرایندهای مناسب برای شكل‌دهی آلومینیم با هدف بهبود خواص مكانیكی و فیزیكی، فرایند فورج است.
فورج آلومینیم در بیشتر مواردی كه با محدودیت وزنی مواجه هستیم و همچنین خواص مختلف تحت شرایط واقعی، نظیر: مقاومت خوب در برابر خوردگی، خواص سطحی مناسب، قابلیت ماشینكاری عالی و مقاومت در برابر عوامل محیطی، به‌كار می‌رود. امروزه، اكثر قطعات ایمنی از قطعات فولادی فورج شده ساخته می‌شوند و خودروها، بیشترین مصرف قطعات فورج شده را دارند.
عوامل ذكر شده و محدودیت‌های طراحی، باعث شده‌اند تا قطعه‌سازان خودرو، بیشتر به فرایند فورج آلومینیم توجه كنند و این فلز رفته رفته جایگزین قطعات فولادی شود. آلومینیم به دلیل پوشش دادن بخش عمده‌ای از انتظارات طراحان در بیشتر صنایع، دوچرخه و موتور سیكلت‌سازی و صنایع راه‌آهن، مورد توجه قرار گرفته است. قطعه‌سازان خودرو، در سال‌های اخیر، یكی از مصرف‌كننده‌های عمده این تكنولوژی بوده‌اند.
خطوط فورج آلومینیم زمانی طراحی و نصب می‌شوند كه سفارشات با تیراژ بالا، توأم با دقت و تلرانس‌های ابعادی دقیق، مدنظر باشد. امروزه، تمامی قطعه‌سازان خودرو و صنایع دوچرخه و موتور سیكلت‌سازی، مصرف قطعات فورج شده آلومینیم را با تخمینی حدود بالای 300 درصد پیش‌بینی می‌كنند.
جدول شماره 1، نشان می‌دهد كه در 1996، حدود 9902 تن قطعات آلومینیمی در آلمان، فورج و مصرف شده است (شامل چرخ‌ها و موارد مشابه) و در همین سال، انجمن فورج آلمان حدود یك میلیون و 200 هزار تن قطعات فولادی فورج شده را گزارش كرده است. در سال‌های بعد، رشد چشمگیری از قطعات آلومینیمی فورج شده ملاحظه می‌شود كه حاكی از رشد سفارشات، متناسب با خواص مورد انتظار و تأسیس سازندگان دارای خطوط تمام اتوماتیك است.


جدول 1

نگرانی اكثر قطعه‌سازان اروپایی در زمینه جایگزینی آلومینیم با فولاد، باعث شد تا فورج كارهای فولادی از طریق تجهیز خطوط تولید خود با خط تمام اتوماتیك فورج آلومینیم و افزایش ظرفیت تولید، میزان سفارشات خود را متنوع ساخته و افزایش دهند.
در مجموع، عوامل روی‌آوری اكثر صنایع دارای فورج فولاد به سوی فورج آلومینیم، عبارتند از:
1. كاهش PPM برگشتی
2. فورج آلومینیم در مقایسه با فورج فولاد، به كمترین تجهیزات نیاز دارد و بهترین دقت و كیفیت را حاصل می‌كند.
3. كاهش هزینه تمام شده بویژه در خودرو (در آلمان، اغلب كمتر
از Eu/kgا5-4 است).
در آینده‌ای نزدیك، سیستمی موفق خواهد بود كه حجم سفارشات خود را با PPM كمتر و هزینه‌ای پایین‌تر افزایش دهد. پیش‌بینی می‌شود كه با جایگزینی قطعات فورج شده آلومینیمی می‌توان به نتیجه رسید.

خواص آلیاژهای آلومینیم كار شده
اساساً، قطعات فورج شده آلومینیمی از آلیاژهای كار شده پیر سختی شده بوده و مهمترین آنها كه مورد بررسی قرار می‌گیرند، عبارتند از:
EN AW 6060 EN AW ALMgSI (ALMg0.5 F22)
دارای جوش‌پذیری مناسب، بدون از دست دادن استحكام در منطقه حرارتی، این آلیاژ براحتی جهت اهداف زینتی آندایز می‌شود. در شرایط T6، برای شكل‌دهی در حالت سرد، محدودیت دارد- آلیاژ مناسبی برای اكسترود است و در بیشتر درب و پنجره‌ها و نماهای خارجی كاربرد دارد.

EN AW 6082 EN AW ALSIMgMn (ALMgSI F20) (ALMgSI F31) Alutex
EN AW 6061 EN AW ALMgSICU (ALMgSICU F28)
خواص بسیار خوب تركیبات، مقاومت در برابر آب دریا، بهترین مقاومت در برابر خوردگی در مقایسه با آلیاژهای دیگر پیرسختی شده آلومینیم است. این آلیاژها براحتی آندایز می‌شوند، جوش‌پذیری عالی دارند، فرم‌پذیری آنها در حالت پیرسختی شده، محدود است. آنها به‌طور وسیعی در صنایع حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرند. Alutex، آلیاژی منحصر بفرد و ویژه با استحكام مناسب بوده و در واقع مشابه گروه 2024/2017 است.
EN AW 2017 A EN AW ALCU4MgSI (ALCUMg1 F38)
EN AW 2024 EN AW ALCU4Mg1 (ALCUMg2 F22)
از این آلیاژها منحصراً در شرایط طبیعی پیر شده استفاده می‌شود. مشابه 6082، اما استحكام كششی و ازدیاد طول بیشتری دارند. فاقد قابلیت جوش‌های تركیبی هستند. در هنگام استفاده در شرایط و محیط‌های خورنده، باید از پوشش‌های محافظ برخوردار باشند. از آنها برای قطعاتی استفاده می‌شود كه تحت نیروهای زیاد بوده و یا نیازمند استحكام خستگی زیاد هستند.
EN AW 2014 EN AW ALCU4SIMg (ALCUSIMn F44) Rp 0.2 RM
در شرایط پیرسختی گرم، مقادیر Rp0.2 و Rm از آلیاژهای 2017-2024-6082 بیشتر است. استحكام خوبی دارد، اما فاقد قابلیت جوش‌های تركیبی است. مقاومت در برابر خوردگی آن فقط همراه با پوشش‌های محافظ، خوب است. در صنایع هوا و فضا و ابزاری كه باید نیروهای سنگین استاتیكی و دینامیكی را تحمل كند، استفاده می‌شود.

2EN AW 7020 EN AW ALZn4.5 Mg1 (ALZn4.5 Mg F35)
استحكام این سری آلیاژها در حد متوسط بوده و در محیط‌های خورنده، مقاومت متوسطی در برابر خوردگی دارند. براحتی جوش می‌گیرند و بعد از جوشكاری، تقریباً به استحكام اولیه خود باز می‌گردند. پس از عملیات اصلی، پیرسختی نیز پیشنهاد می‌شود. یكی از ویژگی‌های این سری آلیاژها، تحمل آنها در برابر نیروهای سنگین است.
EN AW 7075 EN ALZn5.5 MgCU (ALZnMgCU 1.5 E50)
این سری آلیاژها، دارای بیشترین استحكام بوده و چند مرحله‌ای كردن پیرسختی، الزامی است. آنها بهترین تركیب مقاومتی استاتیكی، دینامیكی و مكانیك شكست را از خود نشان می‌دهند. مقاومت آنها در برابر خوردگی از سری 2024، 2014 بهتر بوده اما بخوبی 6082 نیست. در مواردی كه تنش‌های تركیبی وجود دارد بویژه در صنایع هوایی، كاربرد دارند.
آلیاژهای آلومینیم استحكام بالا از لحاظ كاربرد، شباهت زیادی با فولادهای استحكام متوسط نظیر CK45-ST52 دارند و به همین علت، در محدوده وسیعی كه بیشترین شرایط را پوشش می‌دهند، كاربرد دارند. فلزات سبك به دلیل كوچك بودن مدول الاستیسیته در مقایسه با فولادها، استحكام كمتری دارند، ولی در انتخاب یك آلیاژ مناسب، اختلاف فاكتورهای بیشتری نقش بازی می‌كنند.
مثال كاربردی از مصرف این نوع آلیاژها را می‌توان در قطعات منفصله سیستم تعلیق خودروها (شكل 1) و قطعات جانبی (شكل 2) كه از آلیاژ 6082 F38 و یا Alutex ساخته می‌شوند، ارائه داد. در این‌گونه قطعات، اغلب از قطعات فورج شده فولادی استفاده می‌شود، ولی با محاسبات دقیق‌تر می‌توان از آلیاژهای فورج شده آلومینیم با وزن كمتر استفاده كرد.

شكل 1

نویسنده:فرزاد فروتنی نائینی


طبقه بندی: دنیای صنعت، 
برچسب ها: جنس قطعه، آلومینیوم، فورج،
ارسال توسط کامیار بالسینی
آرشیو مطالب
پیوند ها

دانلود اهنگ

دانلود

دانلود رایگان

دانلود نرم افزار

دانلود فیلم

دانلود

شادزیست

قالب وبلاگ

لیمونات

شارژ ایرانسل

تک باکس

دانلود نرم افزار