1 自動車産業におけるアルミニウム合金の応用
現在、世界のアルミニウム消費量の 12% ～ 15% 以上が自動車産業に利用されており、一部の先進国では 25% を超えています。 2002 年、ヨーロッパの自動車産業全体は年間 150 万トン以上のアルミニウム合金を消費しました。約 250,000 トンが車体の製造に、800,000 トンが自動車のトランスミッション システムの製造に、さらに 428,000 トンが車両の駆動およびサスペンション システムの製造に使用されました。自動車製造業界がアルミニウム材料の最大の消費者となっているのは明らかです。
2 プレス加工におけるアルミニウムスタンピングシートの技術要件
2.1 アルミニウムシートの成形および金型の要件
アルミニウム合金の成形工程は通常の冷延板と同様であり、工程を追加することで廃材やアルミスクラップの発生を削減することが可能です。ただし、冷間圧延板と比較すると、金型の要件に違いがあります。
2.2 アルミニウム板の長期保管
時効硬化後、アルミニウム板の降伏強度が増加し、エッジ成形加工性が低下します。金型製作の際は、上位規格を満たす材料の使用を検討し、製作前に製作可能性の確認を行ってください。
生産時に使用する延伸油・防錆油は揮発しやすいものです。シートの包装を開けた後は、すぐに使用するか、スタンプする前に洗浄して油を塗ってください。
表面は酸化しやすいため、屋外で保管しないでください。特別な管理（梱包）が必要です。
3 溶接におけるアルミニウムスタンピングシートの技術要件
アルミニウム合金ボディの組み立てにおける主な溶接プロセスには、抵抗溶接、CMT 冷間転移溶接、タングステン不活性ガス (TIG) 溶接、リベット締め、打ち抜き、および研削/研磨が含まれます。
3.1 アルミ板のリベットレス溶接
リベット留めのないアルミニウム シート部品は、圧力装置と特殊な金型を使用して 2 層以上の金属シートを冷間押出成形して形成されます。このプロセスにより、一定の引張強度とせん断強度を備えた埋め込み接続ポイントが作成されます。接続シートの厚さは同じであっても異なっていてもよく、接着層や他の中間層を有し、材料は同じであっても異なっていてもよい。この方法では、補助コネクタを必要とせずに良好な接続が得られます。
3.2 抵抗溶接
現在、アルミニウム合金の抵抗溶接では中周波または高周波抵抗溶接プロセスが一般的です。この溶接プロセスは、溶接電極の直径範囲内の母材を極めて短時間で溶かして溶接池を形成します。
溶接箇所は急速に冷えて接続が形成され、アルミニウム - マグネシウムの粉塵が発生する可能性は最小限に抑えられます。発生する溶接ヒュームのほとんどは、金属表面からの酸化粒子と表面不純物で構成されています。溶接プロセス中に局所排気換気が提供され、これらの粒子を大気中に迅速に除去し、アルミニウム - マグネシウム粉塵の堆積を最小限に抑えます。
3.3 CMT 冷間転移溶接と TIG 溶接
これら 2 つの溶接プロセスでは、不活性ガスが保護されているため、高温でより小さなアルミニウム - マグネシウム金属粒子が生成されます。これらの粒子はアークの作用により作業環境に飛散する可能性があり、アルミニウムとマグネシウムの粉塵爆発の危険性があります。したがって、粉塵爆発の防止と処理のための注意と措置が必要です。
4 エッジローリングにおけるアルミニウムスタンピングシートの技術要件
アルミニウム合金の端部圧延と通常の冷延板の端部圧延との違いは顕著です。アルミニウムは鋼よりも延性が低いため、圧延中に過度の圧力を避け、圧延速度は比較的遅く、通常は 200 ～ 250 mm/s にする必要があります。各ローリング角度は 30° を超えてはならず、V 字型ローリングは避けてください。
アルミニウム合金圧延の温度要件: 室温 20°C で実施する必要があります。冷蔵保管から直接取り出した部品は、すぐにエッジローリングを施さないでください。
アルミスタンピングシートのエッジローリングの5つの形状と特徴
5.1 アルミスタンピングシートのエッジローリングの形態
従来の圧延は、一次予備圧延、二次予備圧延、最終圧延の3工程から構成されます。これは通常、特別な強度要件がなく、外プレートのフランジ角度が正常な場合に使用されます。
ヨーロッパ式圧延は、一次前圧延、二次前圧延、最終圧延、ヨーロピアン式圧延の 4 つのステップから構成されます。これは通常、表紙や裏表紙など、長辺のローリングに使用されます。ヨーロピアンスタイルのローリングは、表面欠陥を軽減または除去するために使用することもできます。
5.2 アルミスタンピングシートのエッジローリングの特徴
アルミニウム部品の圧延装置の場合、表面にアルミニウムのスクラップが存在しないように、底型とインサートブロックを 800 ～ 1200# のサンドペーパーで定期的に研磨およびメンテナンスする必要があります。
6 アルミスタンピングシートのエッジローリングによる欠陥のさまざまな原因
アルミニウム部品のエッジローリングによって引き起こされる欠陥のさまざまな原因を表に示します。
7 アルミニウムスタンピングシートのコーティングに関する技術要件
7.1 アルミニウムスタンピングシートの水洗不動態化の原理と効果
水洗不動態化とは、アルミニウム合金と酸性溶液との化学反応により、アルミニウム部品の表面に自然に形成された酸化膜や油汚れを除去し、ワーク表面に緻密な酸化膜を形成することを指します。アルミ部品のプレス加工後の表面の酸化皮膜、油汚れ、溶接、接着などが影響します。接着剤と溶接の密着性を向上させるために、化学プロセスを使用して長期にわたる接着接続と表面の抵抗安定性を維持し、より優れた溶接を実現します。したがって、レーザー溶接、冷間金属遷移溶接 (CMT)、およびその他の溶接プロセスが必要な部品は、水洗不動態化を受ける必要があります。
7.2 アルミスタンピングシートの水洗不動態化処理の流れ
水洗不動態化装置は、脱脂エリア、工業用水洗浄エリア、不動態化エリア、上水リンスエリア、乾燥エリア、排気システムから構成されています。処理するアルミ部品を洗浄カゴに入れて固定し、タンク内に下げます。さまざまな溶剤を含むタンクでは、部品はタンク内のすべての使用溶液で繰り返し洗浄されます。すべてのタンクには循環ポンプとノズルが装備されており、すべての部品を均一にすすぐことができます。水洗不動態化処理の流れは、脱脂1→脱脂2→水洗2→水洗3→不動態化→水洗4→水洗5→水洗6→乾燥となります。アルミ鋳物は水洗いを省略できます。
7.3 アルミニウムスタンピングシートの水洗不動態化の乾燥工程
部品の温度が室温から 140°C に上昇するまでに約 7 分かかり、接着剤の最小硬化時間は 20 分です。
アルミニウム部品は室温から保持温度まで約 10 分で昇温し、アルミニウムの保持時間は約 20 分です。保持後、自己保持温度から100℃まで7分程度冷却します。保持後、室温まで冷却する。したがって、アルミニウム部品の乾燥プロセス全体には 37 分かかります。
8 結論
現代の自動車は、軽量、高速、安全、快適、低コスト、低排出ガス、省エネの方向に進んでいます。自動車産業の発展は、エネルギー効率、環境保護、安全性と密接に関連しています。環境保護への意識の高まりに伴い、アルミニウムシート材料は、他の軽量材料と比較して、コスト、製造技術、機械的性能、持続可能な発展の点で比類のない利点を持っています。したがって、アルミニウム合金は自動車業界で優先される軽量素材になるでしょう。
MAT Aluminium の May Jiang が編集
投稿時刻: 2024 年 4 月 18 日
