الألومنيوم في السيارات: ما هي سبائك الألومنيوم الشائعة في هياكل السيارات المصنوعة من الألومنيوم؟

قد تسأل نفسك: "ما الذي يجعل الألومنيوم في السيارات شائعًا إلى هذا الحد؟" أو "ما الذي يجعل الألومنيوم مادة رائعة لهياكل السيارات؟" دون أن ندرك أن الألمنيوم تم استخدامه في صناعة السيارات منذ بداية صناعة السيارات. في وقت مبكر من عام 1889، تم إنتاج الألومنيوم بكميات كبيرة وصبه ولفه وتشكيله في السيارات.
اغتنمت شركات تصنيع السيارات الفرصة للعمل باستخدام مادة أسهل في التشكيل من الفولاذ. في ذلك الوقت، لم تكن هناك سوى أشكال أنقى من الألومنيوم، وهي أكثر ليونة بشكل مميز وتمتلك قابلية تشكيل كبيرة ومقاومة ممتازة للتآكل تصمد بمرور الوقت. دفعت هذه العوامل صانعي السيارات إلى صب الرمل وتشكيل ألواح هيكل واسعة تم لحامها وصقلها يدويًا.

بحلول منتصف القرن العشرين، كان بعض مصنعي السيارات الأكثر شهرة يستخدمون الألومنيوم في السيارات. وهذا يشمل بوجاتي وفيراري وبي إم دبليو ومرسيدس وبورش.
لماذا تختار الألمنيوم في السيارات؟
السيارات هي آلات معقدة تتكون من حوالي 30.000 قطعة. تعتبر أجسام السيارات، أو الهيكل العظمي للمركبة، هي الأكثر تكلفة والأكثر أهمية في تصنيع المركبات.
وهي تشمل الألواح الخارجية التي توفر الشكل للمركبة، والألواح الداخلية التي تعمل كتعزيز. يتم لحام الألواح معًا على الأعمدة والسور. تشمل أجسام السيارات بعد ذلك الأبواب الأمامية والخلفية، وعوارض المحرك، وأقواس العجلات، والمصدات، وأغطية المحركات، ومقصورات الركاب، والألواح الأمامية، والسقف، والأرضية.

السلامة الهيكلية هي أهم متطلبات أجسام السيارات. ومع ذلك، يجب أن تكون هياكل السيارات أيضًا خفيفة الوزن، وبأسعار معقولة في الإنتاج، ومقاومة للصدأ، وأن تتمتع بالصفات الجذابة التي يبحث عنها المستهلكون، مثل خصائص تشطيب الأسطح الممتازة.
يلبي الألومنيوم نطاق هذه المتطلبات لعدة أسباب:
براعة
وبطبيعة الحال، يعتبر الألومنيوم مادة متعددة الاستخدامات بشكل استثنائي. إن قابلية الألومنيوم للتشكيل ومقاومته للتآكل تجعل من السهل العمل به وتشكيله.
كما أنها متوفرة في أشكال مختلفة، مثل صفائح الألومنيوم، ولفائف الألومنيوم، وألواح الألومنيوم، وأنابيب الألومنيوم، وأنابيب الألومنيوم، وقنوات الألومنيوم، وشعاع الألومنيوم، وقضبان الألومنيوم، وزاوية الألومنيوم.
يتيح تعدد الاستخدامات للألمنيوم أن يكون مادة مختارة لمجموعة من تطبيقات السيارات التي قد تتطلب خصائص مختلفة، سواء كانت الحجم والشكل، أو قوة الخضوع، أو طابع التشطيب، أو مقاومة التآكل.
سهولة العمل
يمكن تحسين جودة الأداء وتعدد الاستخدامات من خلال عمليات التصنيع المختلفة، مثل تصلب الخبز، وتصلب العمل والترسيب، والسحب، والتليين، والصب، والقولبة، والبثق. تستمر تقنيات اللحام المحسنة في جعل ربط الألمنيوم أسهل في الأداء مع نتائج أكثر أمانًا.
خفيفة الوزن ومتينة
يتمتع الألومنيوم بنسبة عالية من القوة إلى الوزن، مما يعني أنه خفيف ومتين. ركزت اتجاهات السيارات في الألمنيوم على تقليل الوزن في المركبات، وهو هدف رئيسي في الصناعة من أجل تحقيق أهداف أكثر صرامة فيما يتعلق بالانبعاثات.

تؤكد الأبحاث التي أجرتها شركة Drive Aluminium أن الألومنيوم الموجود في السيارات يقلل من وزن السيارة ويزيد من الاقتصاد في استهلاك الوقود ومدى القيادة في السيارات الكهربائية (EV). وبما أن طلب المستهلكين والحوافز البيئية يؤديان إلى زيادة إنتاج السيارات الكهربائية، يمكننا أن نتوقع أن يستمر الألمنيوم الموجود في هياكل السيارات في الارتفاع كوسيلة لتعويض وزن البطاريات وانخفاض الانبعاثات.
القدرة على صناعة السبائك
يمكن خلط هذا الألومنيوم مع مجموعة من العناصر لتضخيم الصفات مثل القوة والتوصيل الكهربائي ومقاومة التآكل مما يزيد من استخدامه في تصنيع السيارات.
يتم فصل الألومنيوم إلى سلسلة من السبائك التي يتم تحديدها بواسطة عناصر صناعة السبائك الرئيسية. سلسلة سبائك الألومنيوم 1xxx، 2xxx، 3xxx، 4xxx، 5xxx، 6xxx، و7xxx تتضمن جميعها سبائك يتم استخدامها في هياكل السيارات.
قائمة درجات الألومنيوم في هياكل السيارات
1100
سلسلة 1xxx من الألومنيوم هي أكثر أنواع الألومنيوم نقاءً المتوفرة. بنسبة نقاء 99%، تكون صفائح الألمنيوم 1100 قابلة للطرق للغاية. كما أنه يظهر مقاومة ممتازة للتآكل. وكانت هذه واحدة من أولى السبائك المستخدمة في المركبات وما زالت تستخدم حتى اليوم، وبشكل أساسي في العوازل الحرارية.
2024
سلسلة 2xxx من الألومنيوم مخلوطة بالنحاس. غالبًا ما يستخدم 2024 في تصنيع المكابس ومكونات الكسر والدوارات والأسطوانات والعجلات والتروس حيث يظهر قوة عالية ومقاومة ممتازة للتعب.
3003، 3004، 3105
تتميز سلسلة المنغنيز 3xxx من الألومنيوم بقابلية تشكيل كبيرة. من المرجح أن ترى 3003 و3004 و3105.
يُظهر 3003 قوة عالية وقابلية تشكيل جيدة وقابلية تشغيل وقدرات رسم. غالبًا ما يتم استخدامه لأنابيب السيارات والألواح بالإضافة إلى مصبوبات الطاقة للسيارات الهجينة والمركبات الكهربائية.
يشترك 3004 في العديد من خصائص 3003، ويمكن استخدامه أيضًا لألواح الشبكة والمشعات.
يتمتع 3105 بمقاومة ممتازة للتآكل وقابلية التشكيل وخصائص اللحام. يظهر في صفائح جسم السيارة، لاستخدامه في الرفارف والأبواب وألواح الأرضية.
4032
سلسلة 4xxx من الألومنيوم مخلوطة بالسيليكون. سيتم استخدام 4032 للمكابس ولفائف الضاغط ومكونات المحرك لأنه يوضح قابلية اللحام الممتازة ومقاومة التآكل.
5005، 5052، 5083، 5182، 5251
سلسلة 5xxx هي واحدة من أكثر هياكل السيارات المصنوعة من الألومنيوم شهرة. عنصر السبائك الرئيسي هو المغنيسيوم، المعروف بزيادة القوة.
يظهر 5005 في ألواح الجسم وخزانات الوقود ولوحات التوجيه والأنابيب.
تعتبر 5052 واحدة من أكثر السبائك الصالحة للخدمة وتظهر في العديد من مكونات السيارات نتيجة لذلك. ستراها في خزانات الوقود، ومقطورات الشاحنات، ولوحات التعليق، وألواح العرض، والأقواس، وفواصل الأقراص والأسطوانات، والعديد من قطع غيار السيارات الأخرى غير المهمة.
يعتبر 5083 ممتازًا لمكونات السيارات المعقدة مثل قواعد المحرك وألواح الجسم.
يظهر 5182 كدعامة هيكلية أساسية لأجسام السيارات. كل شيء بدءًا من الأقواس الهيكلية وحتى الأبواب والأغطية وألواح نهاية الجناح الأمامي.
يمكن رؤية 5251 في تلبيسة السيارات.
6016، 6022، 6061، 6082، 6181
سلسلة الألومنيوم 6xxx مصنوعة من سبائك المغنيسيوم والسيليكون، وهي تتميز ببعض من أفضل إمكانيات البثق والصب، وتظهر طابعًا مثاليًا لتشطيب السطح.
تم استخدام 6016 و6022 في تغطية هياكل السيارات والأبواب وصناديق السيارة والأسقف والمصدات والألواح الخارجية حيث تكون مقاومة الانبعاج أمرًا أساسيًا.
يعرض 6061 خصائص التشطيب السطحي المتميزة، ومقاومة التآكل، والقوة العالية. يظهر في الأعضاء المتقاطعة، والفرامل، وأعمدة المروحة للعجلات، وأجسام الشاحنات والحافلات، والأكياس الهوائية، وخزانات الاستقبال.
6082 لديه بعض من أفضل مقاومة الصدمات. ونتيجة لذلك، يتم استخدامه للإطار الحامل.
6181 يصمد كألواح خارجية للجسم.
7003، 7046
إن 7xxx هي فئة السبائك الأقوى والأعلى قوة، وهي مصنوعة من الزنك والمغنيسيوم.
7003 عبارة عن سبيكة بثق تستخدم بشكل أساسي للأشكال الملحومة في صناعة العوارض الصدمية، ومزلجات المقاعد، وتعزيز المصدات، وإطارات الدراجات النارية، والحواف.
يتمتع 7046 بقدرات بثق مجوفة وشخصية لحام جيدة. يظهر في تطبيقات مشابهة لـ 7003.
مستقبل الألمنيوم في السيارات
لدينا كل الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن ما توصلت إليه شركات صناعة السيارات في أواخر القرن التاسع عشر لا يزال صحيحًا اليوم: الألومنيوم هو خيار رائع للسيارات! منذ طرحه لأول مرة، أدت السبائك وتقنيات التصنيع المحسنة إلى زيادة استخدام الألمنيوم في السيارات. إلى جانب الاهتمام العالمي بشأن الاستدامة والأثر البيئي، من المتوقع أن يحقق الألومنيوم نطاقًا كبيرًا وعمقًا من التأثير في صناعة السيارات.
المؤلف: سارة مونتيجو
المصدر: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(للانتهاك يرجى الاتصال بنا المحذوفة.)
حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium