A fröccsöntés alapvető funkciója a könnyű és nagy hatékonyságú autóipari alkatrészek gyártása. Mindezek a követelmények a magnézium nyomásos öntéssel teljesülnek. Különböző alkatrészeket öntöttek gyártanak a magnézium szerszámmal az autóipari alkatrészek gyártásához.
Minden gyártó arra összpontosít, hogy olyan autóalkatrészeket készítsen, amelyek nagy hatékonysággal rendelkeznek, és gazdaságosak kell, hogy legyenek. Ahogy a világ fejlődik, az autóipar állandó nyomás alatt áll, hogy innovatív termékeket gyártson. A magnézium ötvözetből készült öntvény az évek során egyre népszerűbbé vált.
Az autóipar fejlődése az elektromos járművek gyártásának növekedésével a magnéziumötvözet nagymértékű felhasználását eredményezte az alkatrészgyártásban. Néhány más anyagot is fel lehetne használni a gyártáshoz, de a magnézium az legkönnyebb. Használata nagy előnyökkel jár az autóiparban, ha nagynyomású öntéssel dolgozzák fel.
A cikk a következő gondolatokat vizsgálja magnézium öntvény, annak előnyei az autóiparban és az alkalmazásokban is. A végén az autógyártók számára tájékoztatást nyújtunk a magnéziumötvözet jövőbeli felhasználásáról az autóiparban történő öntésben.
Mi az a magnézium öntés?
Mielőtt részletesen bemutatnánk a magnéziumötvözetből készült öntvények autóipari alkalmazásait és előnyeit, fontos megérteni, hogy mi is az a magnézium öntvény. Az alábbiakban a folyamat lépéseit ismertetjük. A magnézium megolvasztása 650degC amelyek folyékony formára alakítják át.
A forma előkészítése
A magnézium öntés folyamatának első lépése a forma előkészítése. A forma nagy szilárdságú anyagból készül. Bebélelik a szabaddá tevő anyaggal, amely segít megakadályozni az olvadt magnéziumnak a formához való ragadását. Az autóipari alkatrészek végső kioldása ettől a lépéstől függ, amely a termékek könnyű kioldását biztosítja. Nagyon fontos a hibátlan szerszám, hogy a végtermékben ne legyenek hibák.
Olvasztott magnézium befecskendezése
A következő lépés az olvadt magnézium befecskendezése a szerszámba. Az autógyártók gondoskodnak arról, hogy az ötvözet a tökéletes eredmény érdekében a szerszám minden bonyolult geometriájába eljusson. A nyomást körülbelül 1500 és 3000 psi között a folyamat során. Ez a lépés rendkívül precíz, ugyanakkor nagyon gyors a magnéziumötvözet megkeményedésének elkerülése érdekében.
Hűtés
Miután a magnéziumot befecskendezték a formába, a következő lépés a hűtés. Fontos, hogy a szerszámot a lehűlés és a dermedés után eltávolítsuk az anyagból. Mint bármely más anyag esetében, ha a szerkezet összetett és nagyobb méretű, a lehűlés hosszabb időt vesz igénybe. Ezzel szemben a kisebb és vékony méretű autóalkatrészek könnyebben lehűlnek. Ellenőrzött és hatékony hűtésre van szükség, hogy elkerüljük a repedéseket a magnézium öntvény terméken.
Kidobás és befejezés
A magnéziumnak a szerszámban történő lehűlése után a szerszámból való kilökés az utolsó lépés. A készterméknek a szerszámból való eltávolításának folyamatát kivetítésnek nevezzük. Miután az autóipari alkatrészeket gondosan kidobták, további részleteket kell kidolgozni, például eltávolítani és megfúrni a nem kívánt részeket a végtermékből a befejezéshez.
A magnéziumötvözetből történő öntés alapvető fontosságú az összetett és vékonyfalú autóipari alkatrészek gyártásában. Az autógyártók azért használják a magnéziumot, mert ez a legkönnyebb anyag a nyomásos öntvényiparban az EV és a modern járművek innovatív autóalkatrészeinek gyártásához.
A magnézium öntvények típusai
A különböző autóipari alkatrészek gyártásához alapvetően kétféle magnézium nyomásos öntési eljárás létezik. Ezek a következők;
Forró kamrás öntés
A forró kamrában a magnézium alacsony olvadáspontja miatt ideális a magnézium nyomóöntés. Ebben az eljárásban a szerszámot az olvadt kamrába merítik és a szerszámba nyomják.
Hidegkamrás öntés
A magnézium öntés tipikus módszere a hidegkamrás öntés. Ennél az eljárásnál az olvadt magnéziumot az autóiparban használt fűtetlen formákba fecskendezik.
Miért a magnézium a legjobb az autóipari alkalmazásokban
A magnézium fizikai és mechanikai tulajdonságainak kombinációja nagyon különleges, és a járművek gyártása során nagyon keresett.
- Először is, a magnézium körülbelül 33%-tel könnyebb, mint az alumínium és 75% öngyújtó mint az acél. Ez radikális súlycsökkentés, amely azonnali hatással van a jármű hatékonyságára, kezelhetőségére és károsanyag-kibocsátására.
- Másodszor, a magnéziumötvözetek jó szilárdság/tömeg aránnyal rendelkeznek, így tökéletesek olyan alkalmazásokban, ahol az alkatrésznek ellen kell állnia a mechanikai erőknek, de könnyűnek kell lennie.
- A magnézium emellett jobb rezgés- és zajcsillapítást biztosít, ami növeli a menetkomfortot és minimalizálja az utastér zaját.
- Emellett jó hővezető, ezért olyan alkatrészeknél használják, amelyek hőnek vannak kitéve, mint például a sebességváltóházak és az elektronikai burkolatok.
A magnézium öntés előnyei
Jelentős súlycsökkentés a járműveken
Az autóipar egyik legjelentősebb célkitűzése a súlycsökkentés. A könnyű autók kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, kevesebb károsanyag-kibocsátást okoznak és jobb teljesítményt nyújtanak.
Magnézium öntvény segít az autógyártóknak abban, hogy az acélból vagy alumíniumból készült nehezebb alkatrészeket magnéziummal helyettesítsék anélkül, hogy azok funkcionalitását befolyásolnák. Az egyes elemek legkisebb súlycsökkentése is óriási súlycsökkentést eredményezhet, ha egy teljes autóban összegezzük.
Ez az előny különösen fontos az elektromos autók esetében, amelyeknél a karosszéria súlyának csökkentése közvetlenül befolyásolja az akkumulátor hatótávolságát és hatékonyságát.
Jobb üzemanyag-gazdaságosság és csökkentett károsanyag-kibocsátás
Az üzemanyag-fogyasztást közvetlenül befolyásolja a jármű tömegének csökkentése. A kutatások folyamatosan bizonyítják, hogy az üzemanyag-hatékonyság a következőkkel nő 5-7% a jármű súlyának csökkenésével 10%.
A magnéziumból öntött alkatrészekkel az autógyártók könnyebben teljesíthetnék a szigorú globális károsanyag-kibocsátási előírásokat. Ez különösen akkor válik fontossá, amikor az országok kormányai a szén-dioxid-kibocsátás minimalizálását és a fenntartható közlekedés fejlesztését célzó szabályokat vezetnek be. A magnézium nyomásos öntés tehát a gazdasági és környezetvédelmi céloknak egyaránt kedvez.
Nagy szilárdság/tömeg arány
A könnyűfémeket körülvevő mítosz az, hogy a könnyűfémek csökkentik a szilárdságot. A magnéziumötvözetek megcáfolják ezt a feltételezést.
A legújabb magnéziumötvözetek a nyomásos öntésben megfelelő mechanikai szilárdsággal rendelkeznek ahhoz, hogy olyan autóipari alkatrészekben alkalmazzák őket, mint a kormányoszlopok, üléskeretek, sebességváltóházak és szerkezeti konzolok. Ezeknek az alkatrészeknek hosszú távon ellen kell állniuk a stressznek, a rezgésnek és a hőingadozásnak.
A gyártók az ötvözetek megfelelő kiválasztása és a hatékony öntési eljárások révén tartós és könnyű alkatrészeket kapnak.
Méretpontosság és tervezési rugalmasság
A magnézium öntéssel összetett és szűk geometriák is előállíthatók. Lehetőség van vékony falak, összetett formák, bordák, domborulatok és beépített jellemzők egy öntvényben történő előállítására.
Ez a kialakítás rugalmasságot biztosít, kiküszöböli a másodlagos megmunkálást és összeszerelést, csökkenti a gyártási költségeket és a minimális hibapontokat. Több alkatrész egyetlen öntött alkatrészbe önthető, ami megkönnyíti a jármű felépítését.
Következésképpen a magnézium nyomásos öntés megkönnyíti az innovatív formatervezést az autókban, és lehetővé teszi a gyártás hatékonyságát.
Kiváló minőségű rezgés- és zajcsillapítás
A magnézium természetes csillapítása nagyobb, mint az alumíniumé és az acélé. Ez a tulajdonsága miatt a magnéziumból öntött alkatrészek különösen hasznosak az autók zaj-, rezgés- és zajtűrődésének (NVH) minimalizálásában.
Ez a tulajdonság nagy előnyt jelent az olyan alkatrészeknél, mint a műszerfal kerete, a kormánykerék és az ülésszerkezetek. A jobb NVH-teljesítmény segít a vezetési komfort javításában, és hozzájárul a kifinomultabb felhasználói élményhez.
A luxus és csúcsminőségű autók esetében ez az előny különösen hasznos.
Gazdaságos termelés nagy számban
A magnéziumötvözetek kilogrammonként drágábbnak tűnhetnek; a magnézium öntvény azonban rendkívül gazdaságos a tömeggyártás során.
Az eljárás lehetővé teszi a nagyfokú ismételhetőséget és ciklusidőt, és csökkenti az anyagveszteséget. A szerszám elkészülte után több ezer vagy akár több millió azonos alkatrész készíthető ugyanolyan minőségben.
Emellett csökken a megmunkálási költség, minimalizálódik az összeszerelési fázisok száma, és a járművek üzemeltetési költségei is csökkennek, ami ellensúlyozza az anyag kezdeti költségeit. A teljes gyártási élettartam alatt a magnézium nyomásos öntés költséghatékony lesz.
Korrózióállóság modern ötvözetekkel
A magnézium korróziójával kapcsolatos számos problémát sikerült megoldani, ami nagyrészt az ötvözet és a felületkezelés fejlesztésének köszönhető.
A korszerű magnéziumötvözetű öntvények az autóiparban jobb korrózióállóságot biztosítanak, különösen akkor, ha bevonattal, festékkel vagy eloxálási módszerekkel kombinálják. Ezek a fejlesztések lehetővé teszik a magnézium alkatrészek megfelelő működését még szigorú környezeti tényezők mellett is.
Következésképpen a magnézium nyomásos öntvényt most már a gépkocsik külső és belső részein is fel lehet használni.
Fenntarthatóság és újrahasznosíthatóság
Az autógyártás a fenntarthatóság felé fordult. A magnézium olyan anyag, amelynek újrahasznosítása teljes mértékben elvégezhető; a magnézium újrahasznosítása lényegesen kevesebb energiát igényel, mint az új fém előállítása nyersanyagból.
Számos autógyártó is alkalmazza a zárt ciklusú újrahasznosítást, amelynek során a gyártás során felhasznált magnéziumhulladékot beolvasztják és újrafelhasználják. Ez minimálisra csökkenti a pazarlást, az energiafelhasználást és a környezeti hatásokat.
Magnézium öntvény gyártó Kínában így támogatja a globális fenntarthatósági törekvéseket és a körkörös gyártást.
Magnézium vs. más autóipari öntvény fémek
Az öntési folyamat során különböző anyagokat lehet használni. Az alábbiakban összefoglaljuk a gyártás során felhasznált anyagok tulajdonságait.
| Tulajdonságok | Magnézium | Alumínium | Acél |
| Rezgéscsillapítás | Kiváló | Mérsékelt | Alacsony |
| Sűrűség | Nagyon alacsony | Alacsony | Magas |
| Erő-tömeg arány | Magas | Mérsékelt | Magas |
| Öntési képesség | Kiváló | Jó | Szegény |
| Fenntarthatóság | Magas | Mérsékelt | Alacsony |
| EV alkalmasság | Kiváló | Mérsékelt | Alacsony |
| Alkalmazások | Kiválóan alkalmas | Mérsékelten alkalmas | Jó alkalmasság |
Magnézium öntés az autóiparban
A könnyű súly, a nagy szilárdságú tömegarány és a nagy tervezési rugalmasság miatt a magnézium nyomásos öntés egyre jelentősebb tényezővé vált az autóiparban. Az autógyártók magnéziumot használnak az autók súlyának minimalizálására, a motor üzemanyag-hatékonyságának növelésére, a szigorú kibocsátási szinteknek való megfelelésre, valamint a biztonság és a funkcionalitás megőrzésére.
Belső autóalkatrészek
A magnézium nyomásos öntés az autóipar belső alkatrészeinél is elterjedt, ahol fontos a súly csökkentése és a rezgések elnyomása. Használják a kormánykerekekben, kormányoszlopokban, üléskeretekben, ülőlécekben, konzoltartókban, rádióházakban és kulcszárházakban. A magnézium eredendő rezgéscsillapító tulajdonságai segítenek javítani a vezetési minőséget és csökkenteni a jármű össztömegét.
Karosszéria és szerkezeti részek
A magnézium öntvényt karosszéria- és szerkezeti alkalmazásokban használják a járművek könnyű, de merev felépítésében. Az olyan alkatrészeket, mint az ajtó- és emelőajtó belső panelek, tető keretek, tükörtartók, pótkeréktartók, üzemanyagtöltő fedelek és ajtókilincsek gyakran magnéziumötvözetekből készülnek. Ezek a részek javítják a jobb üzemanyag-fogyasztást és az autó kezelhetőségét.
Keretrendszer és ellenőrzési összetevők
A keret és a vezérlőelemek készítéséhez erőre és pontosságra van szükség. A magnéziumot előnyösen használó alkatrészek közül néhány a fékpedálkarok, gázpedálok, kuplungpedálok, pedáltartók, rögzítőkonzolok és versenykerék-alkatrészek. Az alkalmazásokat a járművek reakcióképességének fokozására használják anélkül, hogy a biztonságot befolyásolnák.
Hajtáslánc és elektromos járművek alkatrészei
A magnéziumöntvényt a hajtásláncrendszerben motorblokkok, vezérműtengelyfedelek, szelepfedelek, tengelykapcsolóházak, váltóházak, generátorházak és villanymotorházak esetében használják. Az elektromos és hibrid autók esetében a magnézium fontos szerepet játszik a szerkezeti súly csökkentésében és a hőkezelésben, ami növeli a teljesítményt és a hatótávolságot.
Magnézium ötvözet típusok az autóipari öntvényekben
| Magnézium ötvözet | Használat |
| AZ91D magnézium ötvözet | Az autóiparban a legelterjedtebb magnézium öntött ötvözet az AZ91D. Magas szintű önthetőséggel, magas szintű korrózióállósággal és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ezért házakban, burkolatokban és autóipari szerkezeti alkatrészekben talál alkalmazást. |
| AM60B magnézium ötvözet | Az ilyen ötvözeteket olyan esetekben használják, amikor nagyobb alakíthatóságra, ütésállóságra és szívósságra van szükség. |
| AM20 magnézium ötvözet | A biztonság szempontjából kritikus alkatrészek, például kormánykerekek, üléskeretek és ütközésre érzékeny alkatrészek esetében népszerűek. |
| AM50A magnéziumötvözet | Az alumínium csökkentése fokozza a nyúlást, lehetővé téve az ötvözetek számára, hogy ütközéskor képesek legyenek energiát elnyelni. |
A megfelelő magnéziumötvözet és a szerszámöntés révén az autógyártók könnyű, biztonságos és nagy teljesítményű autóipari alkatrészeket kaphatnak, így a magnézium szerszámöntés a jelenlegi autóipar egyik alappillére.
A magnézium nyomásos öntés kilátásai az autóiparban
Könnyű, elektromos és fenntartható az autógyártás jövője. Ezeknek a trendeknek megfelelően megfelel a magnézium öntvény.
Az egyre pontosabb előírások és a járművek változó kialakítása miatt a magnéziumelemek egyre népszerűbbek lesznek az autógyártók körében, hogy megfeleljenek a teljesítmény- és hatékonysági céloknak. A tömeggyártású szerkezeti öntvények, a csúcstechnológiás ötvözetek és az intelligens gyárak tovább növelik a magnézium szerepét.
A magnézium nyomásos öntés már nem egy hiánypótló technológia - az újabb autóiparban ez az egyik alapelem.
Következtetés
A magnézium nyomásos öntés azonban a világon a könnyűség, a szerkezeti stabilitás, a formatervezés, a képességek és a fenntarthatóság tekintetében nagy teljesítményt nyújt. Jól bevált és progresszív megoldást kínál az autógyártók számára, akiknek célja a súlycsökkentés, az üzemanyag-hatékonyság, a kényelem és a környezetvédelmi előírások növelése.
A hagyományos belsőégésű járműveknél a magnéziumból öntött alkatrészek meghatározzák a közlekedési ipar jövőjét. A technológia fejlődésével és a gyártás méretének növekedésével a magnézium nyomásos öntés előnyei az autóiparban tovább fognak nőni.
Összefoglalva, a magnézium nyomásos öntés nem csupán egy lehetőség az anyagválasztásban, hanem stratégiai eszköz az autótervezés változó világában.
