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%から15%以上が自動車産業で利用されており、一部の先進国では25%を超えています。2002年には、欧州の自動車産業全体で年間150万トン以上のアルミニウム合金が消費されました。そのうち約25万トンは車体製造に、80万トンは自動車トランスミッションシステムの製造に、さらに42万8000トンは車両駆動システム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。自動車製造産業がアルミニウム材料の最大の消費国となっていることは明らかです。
スタンピングにおけるアルミニウムスタンピングシートの2つの技術要件
2.1 アルミニウム板の成形と金型の要件
アルミニウム合金の成形工程は通常の冷間圧延板と似ており、工程を追加することで廃棄物やアルミニウムスクラップの発生を削減できる可能性があります。ただし、金型要件は冷間圧延板とは異なります。
2.2 アルミニウム板の長期保管
アルミニウム板は時効硬化後、降伏強度が上昇するため、エッジ成形加工性が低下します。金型を製作する際には、上限規格を満たす材料の使用を検討し、製造前に成形性の確認を実施してください。
製造時に使用する伸張油／防錆油は揮発しやすいため、シート包装を開封後はすぐに使用するか、スタンプ前に洗浄・注油してください。
表面が酸化しやすいため、屋外保管は避けてください。特別な管理（梱包）が必要です。
溶接におけるアルミニウムプレス板の3つの技術要件
アルミニウム合金ボディの組み立て時の主な溶接プロセスには、抵抗溶接、CMT 冷間遷移溶接、タングステン不活性ガス (TIG) 溶接、リベット打ち、パンチング、研削/研磨などがあります。
3.1 アルミニウム板のリベットなし溶接
リベット接合のないアルミ板部品は、加圧装置と特殊な金型を用いて、2枚以上の金属板を冷間押出成形することで成形されます。この工程により、一定の引張強度とせん断強度を持つ接合点が埋め込まれます。接合する板の厚さは同一でも異なっていてもよく、接着層やその他の中間層を設けても構いません。材質も同一でも異なっていても構いません。この方法により、補助コネクタを必要とせずに良好な接合が得られます。
3.2 抵抗溶接
現在、アルミニウム合金の抵抗溶接では、一般的に中周波または高周波抵抗溶接法が用いられています。この溶接法では、溶接電極の直径範囲内の母材を極めて短時間で溶融し、溶融池を形成します。
溶接箇所は急速に冷却されて接合部を形成するため、アルミニウム・マグネシウム系粉塵の発生は最小限に抑えられます。発生する溶接ヒュームの大部分は、金属表面からの酸化物粒子と表面不純物で構成されています。溶接プロセス中は局所排気装置が設置され、これらの粒子を速やかに大気中に排出するため、アルミニウム・マグネシウム系粉塵の堆積は最小限に抑えられます。
3.3 CMT冷間遷移溶接とTIG溶接
これら2つの溶接プロセスは、不活性ガスの保護により高温で微細なアルミニウム-マグネシウム金属粒子を生成します。これらの粒子はアークの作用により作業環境に飛散し、アルミニウム-マグネシウム粉塵爆発の危険性があります。そのため、粉塵爆発の予防と処理のための予防措置と対策が必要です。
エッジローリングにおけるアルミニウムプレス板の4つの技術要件
アルミニウム合金のエッジ圧延と一般的な冷間圧延板のエッジ圧延には大きな違いがあります。アルミニウムは鋼材よりも延性が低いため、圧延中に過度の圧力がかからないようにし、圧延速度は比較的低速（通常200～250 mm/s）にする必要があります。圧延角度は30°を超えず、V字型の圧延は避ける必要があります。
アルミニウム合金圧延の温度要件：室温20℃で実施する必要があります。冷蔵倉庫から直接取り出した部品は、すぐにエッジ圧延しないでください。
アルミプレス板のエッジ圧延の5つの形態と特徴
5.1 アルミプレス板のエッジ圧延形態
従来圧延は、初期予圧延、二次予圧延、最終圧延の3つの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、外板フランジ角度が標準の場合に使用されます。
ヨーロピアンロールは、初期プレロール、二次プレロール、最終ロール、そしてヨーロピアンロールの4つの工程から構成されます。これは主に、表紙や裏表紙などの長辺ロールに使用されます。また、ヨーロピアンロールは、表面欠陥の低減または除去にも使用できます。
5.2 アルミプレス板のエッジ圧延特性
アルミニウム部品の圧延設備の場合、底型とインサートブロックは、表面にアルミニウムの破片が存在しないように、定期的に 800 ～ 1200 番のサンドペーパーで研磨してメンテナンスする必要があります。
アルミプレス板のエッジ圧延による6つの欠陥原因
アルミ部品のエッジローリングにより発生する様々な欠陥の原因を表に示します。
アルミニウムプレス板のコーティングに関する7つの技術要件
7.1 アルミニウムプレス板の水洗不動態化処理の原理と効果
水洗不動態化とは、アルミニウム部品の表面に自然に形成された酸化膜と油汚れを除去し、アルミニウム合金と酸性溶液との化学反応により、ワーク表面に緻密な酸化膜を形成することです。プレス加工後のアルミニウム部品の表面には、酸化膜、油汚れ、溶接、接着接合などが影響を与えます。接着剤と溶接部の密着性を向上させるために、化学処理を施すことで、接着接合の長期持続性と表面抵抗の安定性を維持し、より良好な溶接を実現します。そのため、レーザー溶接、冷間金属遷移溶接（CMT）などの溶接工程を必要とする部品は、水洗不動態化処理を施す必要があります。
7.2 アルミニウムプレス板の水洗不動態化処理のプロセスフロー
水洗不動態化設備は、脱脂エリア、工業用水洗エリア、不動態化エリア、清水洗浄エリア、乾燥エリア、排気システムで構成されています。処理対象のアルミ部品は洗浄バスケットに入れられ、固定された後、タンクに降ろされます。異なる溶剤が入ったタンクでは、部品はタンク内のすべての作業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、すべての部品の均一な洗浄を保証します。水洗不動態化プロセスの流れは次のとおりです。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。アルミ鋳物は水洗2を省略できます。
7.3 アルミニウムプレス板の水洗不動態化処理の乾燥プロセス
部品の温度が室温から 140 ℃ まで上昇するのに約 7 分かかり、接着剤の最小硬化時間は 20 分です。
アルミ部品は室温から保持温度まで約10分で昇温され、保持時間は約20分です。保持後、自己保持温度から100℃まで約7分間冷却されます。保持後、室温まで冷却されます。したがって、アルミ部品の乾燥工程全体は37分です。
8 結論
現代の自動車は、軽量化、高速化、安全性、快適性、低コスト、低排出ガス、そしてエネルギー効率の向上を目指して進化しています。自動車産業の発展は、エネルギー効率、環境保護、そして安全性と密接に結びついています。環境保護意識の高まりに伴い、アルミニウム板材は、コスト、製造技術、機械性能、そして持続可能な開発において、他の軽量素材に比べて比類のない優位性を有しています。そのため、アルミニウム合金は自動車産業において、最も選ばれる軽量素材となるでしょう。
MAT AluminumのMay Jiangによる編集
投稿日時: 2024年4月18日
