Podstawową funkcją odlewania ciśnieniowego jest produkcja części samochodowych, które są lekkie i mają wysoką wydajność. Wszystkie te wymagania zostały spełnione dzięki zastosowaniu odlewów magnezowych. Różne części odlewane są wytwarzane przy użyciu matrycy magnezowej do produkcji części samochodowych.
Wszyscy producenci koncentrują się na wytwarzaniu części samochodowych, które mają dużą wydajność i muszą być ekonomiczne. Wraz z rozwojem świata, przemysł motoryzacyjny znajduje się pod ciągłą presją wytwarzania innowacyjnych produktów. The Odlewanie ciśnieniowe stopów magnezu zyskał popularność na przestrzeni lat.
Ewolucja w przemyśle motoryzacyjnym, wraz ze wzrostem produkcji pojazdów elektrycznych (EV), doprowadziła do dużego wykorzystania stopu magnezu w produkcji części. Niektóre inne materiały mogą być wykorzystywane w produkcji, ale magnez jest najbardziej popularny. najlżejszy. Jego zastosowanie oferuje ogromne korzyści w przemyśle motoryzacyjnym, gdy jest przetwarzany przez odlewanie wysokociśnieniowe.
Artykuł bada idee Odlewanie ciśnieniowe magnezu, jego zalety w przemyśle motoryzacyjnym oraz zastosowania. Na koniec przedstawimy informacje na temat przyszłego wykorzystania stopu magnezu w odlewnictwie ciśnieniowym w przemyśle motoryzacyjnym dla producentów samochodów.
Czym jest odlewanie ciśnieniowe magnezu?
Zanim przejdziemy do szczegółów zastosowań i zalet odlewania ciśnieniowego stopów magnezu w przemyśle motoryzacyjnym, ważne jest, aby zrozumieć, czym jest odlewanie ciśnieniowe magnezu. Oto kroki zaangażowane w ten proces. Topienie magnezu w temperaturze 650degC które przekształcają go w postać płynną.
Przygotowanie formy
Pierwszym krokiem w procesie odlewania ciśnieniowego magnezu jest przygotowanie formy. Forma jest wykonana z materiału o wysokiej wytrzymałości. Jest ona wyłożona środkiem antyadhezyjnym, który pomaga zapobiegać przywieraniu stopionego magnezu do formy. Ostateczne uwalnianie części samochodowych zależy od tego etapu łatwego uwalniania produktów. Bardzo ważne jest, aby mieć bezbłędną formę, aby uniknąć jakichkolwiek wad w produkcie końcowym.
Wstrzykiwanie stopionego magnezu
Następnym krokiem jest wtrysk stopionego magnezu do matrycy. Producenci samochodów upewniają się, że stop dotrze do każdej złożonej geometrii formy, aby uzyskać doskonałe rezultaty. Ciśnienie jest utrzymywane na poziomie ok. 1500 do 3000 psi podczas procesu. Ten etap jest bardzo precyzyjny, a jednocześnie bardzo szybki, aby uniknąć utwardzenia stopu magnezu.
Chłodzenie
Po wtryśnięciu magnezu do formy, kolejnym krokiem jest chłodzenie. Ważne jest, aby usunąć matrycę z materiału po schłodzeniu i związaniu. Jak w przypadku każdego innego materiału, jeśli struktura jest złożona i ma większy rozmiar, chłodzenie trwa dłużej. W przeciwieństwie do tego, mniejsze i cienkie części samochodowe są chłodzone łatwiej. Monitorowane i wydajne chłodzenie jest wymagane, aby uniknąć pęknięć w odlewach magnezowych.
Wyrzucanie i wykańczanie
Po schłodzeniu magnezu w matrycy, ostatnim krokiem jest wyrzucenie go z matrycy. Proces usuwania gotowego produktu z matrycy jest znany jako wyrzucanie. Gdy części samochodowe zostaną ostrożnie wyrzucone, wymagają one dalszego dopracowania, takiego jak usunięcie i wywiercenie niechcianych części z produktu końcowego w celu wykończenia.
Proces odlewania ciśnieniowego stopów magnezu jest niezbędny do produkcji złożonych i cienkościennych części samochodowych. Producenci samochodów używają magnezu, ponieważ jest to najlżejszy materiał w branży odlewów ciśnieniowych do produkcji innowacyjnych części samochodowych do pojazdów elektrycznych i nowoczesnych pojazdów.
Rodzaje odlewów ciśnieniowych z magnezu
Do produkcji różnych części samochodowych istnieją zasadniczo dwa rodzaje procesów odlewania ciśnieniowego magnezu. Są one następujące;
Odlewanie ciśnieniowe z gorącą komorą
Odlewanie ciśnieniowe magnezu w gorącej komorze jest idealne ze względu na niską temperaturę topnienia magnezu. W tym procesie matryca jest zanurzana w stopionej komorze i wtłaczana do matrycy.
Odlewanie ciśnieniowe w zimnej komorze
Typową metodą odlewania ciśnieniowego magnezu jest odlewanie ciśnieniowe zimnokomorowe. W tym procesie stopiony magnez jest wtryskiwany do nieogrzewanych form w przemyśle motoryzacyjnym.
Dlaczego magnez jest najlepszy w zastosowaniach motoryzacyjnych
Połączenie właściwości fizycznych i mechanicznych magnezu jest bardzo wyjątkowe i jest bardzo pożądane w produkcji pojazdów.
- Po pierwsze, magnez jest około 33% lżejszy od aluminium i Zapalniczka 75% niż stal. Jest to radykalna redukcja masy, która ma natychmiastowy wpływ na wydajność, prowadzenie i emisję spalin pojazdu.
- Po drugie, stopy magnezu mają dobry stosunek wytrzymałości do masy, dzięki czemu doskonale sprawdzają się w zastosowaniach, w których komponent musi być w stanie wytrzymać siły mechaniczne, ale musi być lekki.
- Co więcej, magnez wykazuje lepsze tłumienie drgań i hałasu, co zwiększa komfort jazdy i minimalizuje hałas w kabinie.
- Jest również dobrym przewodnikiem cieplnym i dlatego jest stosowany w częściach narażonych na działanie ciepła, takich jak obudowy skrzyń biegów i obudowy elektroniczne.
Zalety odlewania ciśnieniowego magnezu
Znaczna redukcja masy pojazdów
Jednym z najważniejszych celów inżynierii motoryzacyjnej jest redukcja masy. Lekkie samochody zużywają mniej paliwa, emitują mniej spalin i zapewniają lepsze osiągi.
Odlewanie ciśnieniowe magnezu Pomaga producentom samochodów zastąpić cięższe części wykonane ze stali lub aluminium magnezem bez wpływu na ich funkcjonalność. Najmniejsza redukcja wagi w każdym elemencie może przynieść ogromną redukcję wagi całego samochodu.
Ta zaleta jest szczególnie ważna w samochodach elektrycznych, które wymagają zmniejszenia masy nadwozia, aby bezpośrednio wpłynąć na zasięg akumulatora i jego wydajność.
Większa oszczędność paliwa i mniejsze emisje
Zmniejszenie masy pojazdu ma bezpośredni wpływ na oszczędność paliwa. Badania nieustannie wykazują, że oszczędność paliwa wzrasta o 5-7% gdy masa pojazdu zmniejsza się o 10%.
Dzięki częściom odlewanym z magnezu producenci samochodów mogliby łatwiej spełnić surowe globalne normy emisji. Staje się to szczególnie istotne, gdy rządy krajów nakładają przepisy mające na celu zminimalizowanie emisji dwutlenku węgla i rozwój zrównoważonego transportu. Odlewanie ciśnieniowe magnezu sprzyja zatem celom ekonomicznym i środowiskowym.
Duży stosunek wytrzymałości do wagi
Mitem otaczającym metale lekkie jest to, że zmniejszają one wytrzymałość. Stopy magnezu obalają to założenie.
Najnowsze stopy magnezu do odlewania ciśnieniowego mają odpowiednią wytrzymałość mechaniczną do zastosowania w częściach samochodowych, takich jak kolumny kierownicy, ramy siedzeń, obudowy skrzyń biegów i wsporniki strukturalne. Komponenty te powinny być w stanie wytrzymać naprężenia, wibracje i zmiany termiczne w długim okresie czasu.
Producenci uzyskują komponenty, które są trwałe i lekkie dzięki odpowiedniemu doborowi stopów i wydajnym procesom odlewania ciśnieniowego.
Dokładność wymiarowa i elastyczność konstrukcji
Złożone i wąskie geometrie mogą być wytwarzane przy użyciu odlewów magnezowych. Możliwe jest wykonanie cienkich ścianek, złożonych form, żeber, występów i wbudowanych elementów w jednym odlewie.
Taka konstrukcja zapewnia elastyczność, eliminuje wtórną obróbkę i montaż, zmniejszając koszty produkcji i minimalizując punkty awarii. Wiele części może być odlanych w jednej części odlewanej ciśnieniowo, co ułatwia architekturę pojazdu.
W rezultacie odlewanie magnezu ułatwia innowacyjne projekty samochodów i zapewnia wydajność produkcji.
Wysokiej jakości tłumienie drgań i hałasu
Naturalne tłumienie magnezu jest większe niż aluminium i stali. Ta właściwość sprawia, że elementy odlewane z magnezu są szczególnie przydatne w minimalizowaniu hałasu, wibracji i szorstkości (NVH) w samochodach.
Ta właściwość jest bardzo korzystna dla komponentów takich jak rama deski rozdzielczej, kierownice i konstrukcje foteli. Lepsza wydajność NVH pomaga poprawić komfort jazdy i zapewnia bardziej wyrafinowane wrażenia użytkownika.
W przypadku samochodów luksusowych i najwyższej klasy taka korzyść jest również szczególnie przydatna.
Ekonomiczna produkcja w dużych ilościach
Stopy magnezu mogą wydawać się droższe w przeliczeniu na kilogram, jednak odlewanie ciśnieniowe magnezu jest niezwykle ekonomiczne, jeśli chodzi o produkcję masową.
Proces ten pozwala na wysoką powtarzalność i czasy cykli oraz zmniejsza ilość odpadów materiałowych. Po wykonaniu matrycy można wyprodukować tysiące, a nawet miliony takich samych części o tej samej jakości.
Zmniejsza się również koszt obróbki skrawaniem, liczba faz montażu jest zminimalizowana, a koszt eksploatacji pojazdów jest obniżony, co rekompensuje początkowy koszt materiału. Przez cały okres produkcji odlewanie magnezu staje się opłacalne.
Odporność na korozję przy użyciu nowoczesnych stopów
Wiele problemów związanych z korozją magnezu zostało rozwiązanych dzięki rozwojowi stopu i obróbce powierzchni.
Współczesne odlewy ciśnieniowe ze stopu magnezu w przemyśle motoryzacyjnym zapewniają lepszą odporność na korozję, szczególnie w połączeniu z metodami powlekania, malowania lub anodowania. Te postępy umożliwiają komponentom magnezowym prawidłowe działanie nawet w trudnych warunkach środowiskowych.
W rezultacie odlew magnezowy może być teraz stosowany we wnętrzu i na zewnątrz samochodu.
Zrównoważony rozwój i możliwość recyklingu
Produkcja samochodów skupiła się na zrównoważonym rozwoju. Magnez jest materiałem, którego recykling można w pełni przeprowadzić; recykling magnezu zużywa znacznie mniej energii niż wytwarzanie nowego metalu z surowca.
Wielu producentów samochodów stosuje również recykling w obiegu zamkniętym, w którym złom magnezu wykorzystywany podczas produkcji jest topiony i ponownie wykorzystywany. Minimalizuje to straty, zużycie energii i wpływ na środowisko.
Producent odlewów ciśnieniowych z magnezu w Chinach wspiera zatem globalne aspiracje w zakresie zrównoważonego rozwoju i produkcji o obiegu zamkniętym.
Magnez a inne metale odlewnicze dla przemysłu motoryzacyjnego
W procesie odlewania ciśnieniowego mogą być wykorzystywane różne materiały. Poniżej znajduje się podsumowanie właściwości wszystkich materiałów używanych w produkcji.
| Właściwości | Magnez | Aluminium | Stal |
| Tłumienie drgań | Doskonały | Umiarkowany | Niski |
| Gęstość | Bardzo niski | Niski | Wysoki |
| Stosunek wytrzymałości do wagi | Wysoki | Umiarkowany | Wysoki |
| Zdolność odlewania ciśnieniowego | Doskonały | Dobry | Słaby |
| Zrównoważony rozwój | Wysoki | Umiarkowany | Niski |
| Przydatność pojazdu elektrycznego | Doskonały | Umiarkowany | Niski |
| Zastosowania | Bardzo odpowiedni | Umiarkowanie odpowiedni | Dobra przydatność |
Odlewanie ciśnieniowe magnezu w przemyśle motoryzacyjnym
Lekkość, wysoki stosunek masy do wytrzymałości i duża elastyczność projektowa sprawiły, że odlewanie ciśnieniowe magnezu stało się bardziej znaczącym czynnikiem w przemyśle motoryzacyjnym, ponieważ jest lekkie. Producenci samochodów używają magnezu, aby zminimalizować wagę samochodu, zwiększyć wydajność paliwową silnika, spełnić rygorystyczne poziomy emisji oraz zachować bezpieczeństwo i funkcjonalność.
Części samochodowe do wnętrz
Odlewanie ciśnieniowe magnezu jest również powszechne w wewnętrznych częściach przemysłu motoryzacyjnego, gdzie ważne jest zmniejszenie masy i tłumienie wibracji. Stosuje się je w kierownicach, kolumnach kierowniczych, ramach foteli, podporach foteli, wspornikach konsoli, obudowach radioodbiorników i obudowach zamków do kluczyków. Wrodzone właściwości tłumienia drgań magnezu pomagają poprawić jakość jazdy i zmniejszyć całkowitą masę pojazdu.
Części ciała i struktury
Odlewanie ciśnieniowe magnezu jest stosowane w nadwoziach i zastosowaniach strukturalnych w lekkich, ale sztywnych konstrukcjach pojazdów. Elementy takie jak wewnętrzne panele drzwi i klapy bagażnika, ramy dachowe, wsporniki lusterek, wsporniki opon zapasowych, pokrywy wlewu paliwa i klamki drzwi są często produkowane ze stopów magnezu. Sekcje te poprawiają oszczędność paliwa i prowadzenie samochodu.
Struktura i komponenty kontrolne
Potrzebna jest wytrzymałość i precyzja w tworzeniu szkieletu i elementów sterujących. Niektóre z części wykorzystujących magnez to ramiona pedałów hamulca, pedały przyspieszenia, pedały sprzęgła, wsporniki pedałów, wsporniki montażowe i elementy kół wyścigowych. Aplikacje są używane w celu zwiększenia szybkości reakcji pojazdów bez zakłócania bezpieczeństwa.
Części układu napędowego i pojazdów elektrycznych
Odlewy magnezowe są stosowane w układach napędowych w blokach silnika, pokrywach krzywek, pokrywach zaworów, obudowach sprzęgieł, skrzyniach rozdzielczych, obudowach alternatorów i obudowach silników elektrycznych. W przypadku samochodów elektrycznych i hybrydowych magnez jest ważny dla zmniejszenia masy strukturalnej i zarządzania termicznego, co zwiększa wydajność i zasięg jazdy.
Rodzaje stopów magnezu w odlewnictwie samochodowym
| Stop magnezu | Użycie |
| Stop magnezu AZ91D | W przemyśle motoryzacyjnym najczęściej stosowanym stopem magnezu do odlewów ciśnieniowych jest AZ91D. Charakteryzuje się on wysokim poziomem odlewalności, wysoką odpornością na korozję i dobrymi właściwościami mechanicznymi, dzięki czemu znajduje zastosowanie w obudowach, pokrywach i konstrukcyjnych elementach samochodowych. |
| AM60B Stop Magnezu | Takie stopy są stosowane w przypadkach, gdy wymagana jest większa ciągliwość, odporność na uderzenia i wytrzymałość. |
| AM20 Stop Magnezu | Są one popularne w komponentach o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa, takich jak kierownice, ramy foteli i elementy wrażliwe na zderzenia. |
| AM50A Stop Magnezu | Redukcja aluminium zwiększa wydłużenie, umożliwiając stopom pochłanianie energii podczas uderzenia. |
Dzięki odpowiedniemu stopowi magnezu i odlewaniu ciśnieniowemu producenci samochodów mogą uzyskać lekkie, bezpieczne i wysokowydajne komponenty samochodowe, a zatem odlewanie ciśnieniowe magnezu jest jednym z filarów obecnej inżynierii motoryzacyjnej.
Perspektywy odlewania ciśnieniowego magnezu w przemyśle motoryzacyjnym
Lekkość, elektryczność i zrównoważony rozwój to przyszłość motoryzacji. Te trendy są odpowiednio dopasowane do odlewania ciśnieniowego magnezu.
Wraz z coraz bardziej precyzyjnymi przepisami i zmieniającą się konstrukcją pojazdów, elementy magnezowe będą coraz bardziej popularne wśród producentów samochodów, aby osiągnąć cele w zakresie wydajności i efektywności. Masowa produkcja odlewów strukturalnych, zaawansowanych technologicznie stopów i inteligentnych fabryk jeszcze bardziej zwiększy rolę magnezu.
Odlewanie ciśnieniowe magnezu nie jest już technologią niszową - jest podstawą nowszej inżynierii motoryzacyjnej.
Wnioski
Odlewanie ciśnieniowe magnezu na świecie charakteryzuje się jednak wysoką wydajnością pod względem lekkości, stabilności strukturalnej, konstrukcji, możliwości i zrównoważonego rozwoju. Oferuje sprawdzone i progresywne rozwiązanie dla producentów samochodów, którzy dążą do zmniejszenia masy, zwiększenia wydajności paliwowej, komfortu i standardów środowiskowych.
W tradycyjnych pojazdach spalinowych komponenty odlewane ciśnieniowo z magnezu definiują przyszłość branży transportowej. Wraz z rozwojem technologii i skali produkcji, korzyści z odlewania ciśnieniowego magnezu w przemyśle motoryzacyjnym będą stale rosły.
Podsumowując, odlewanie ciśnieniowe magnezu to nie tylko opcja w wyborze materiałów, ale strategiczny atut w zmieniającym się świecie projektowania samochodów.
