關于我們

泡沫鋁將是未來車用鋁合金新發展方向

發布時間:2017-09-26 10:24:16 作者:錦鋁金屬 瀏覽次數:

  這年頭,一說轎車黑科技少不了談輕量化。一談輕量化,我們言必稱鋁合金。一說鋁合金,連它的來路也都跟鄰家小李子一樣被人摸的門兒清:不就是運用沖壓工藝制造鋁合金板材、運用鑄造工藝制造鑄鋁件么?。還有許多辦法解鎖鋁合金哦,比方——泡沫鋁。
 
  泡沫鋁怎么解鎖車用鋁合金?
 
  泡沫鋁前史在轎車圈,有這樣一種資料。它像泡沫一樣,孔隙率大、比外表積高、阻尼減震強;又像金屬一樣,比強度高、比剛度高、耐高溫、質量還輕,簡直是造車者的夢中情人。但你并不是在做夢。早在20世紀40年代后期,美國就首先研討這種資料,并于1951年科學家Elliot首先成功出產出泡沫鋁。泡沫鋁是一種在鋁基體中包括無數個氣泡的輕質多孔金屬資料,它一起兼有金屬相氣泡特征,是一種具有廣泛運用遠景的物理功用資料。
泡沫鋁
  首要結構特色
       (1)孔結構可調。可分為兩種狀況:一種是具有獨立孔洞結構,渙散的氣泡或空心的顆粒散布在金屬基體中(有人稱之為海綿鋁);另一種是具有貫穿的孔洞結構(有人稱之為蜂窩鋁)。
  (2)孔徑較大。改變規模為0.1——10.0mm(一般粉末冶海多孔金屬孔徑徑不大于0.3mm)。
  (3)空泛率高。改變規模為40%——90%(一般粉末冶金多孔金屬空泛率不大于30%)。
  (4)密度小。改變范圈為0.2——0.9/cm3(僅為同體積鋁的1/10——1/3)。
 
  可是這種資料在發泡工藝、泡的大小和均勻性上很難操控,出產難度很大,其時并沒有得到大規模運用,且在爾后40多年里泡沫鋁的制造和運用一向處在阻滯狀況。直到80年代末,日本神州工業技術研討所改進了泡沫鋁的出產技術,國際上再次興起了關于泡沫鋁資料的開發熱潮。
  那場在1999年德國不來梅舉行的第一屆國際泡沫金屬學會議,可謂泡沫鋁騰飛的里程碑事情。爾后泡沫鋁就真實意義上從暗地走向了臺前,工業化程度也越來越高,再也不是試驗室里無人問津的科研資料了。
  首要功用特色高阻尼減震功用及沖擊能量吸收率:阻尼功用為金屬鋁的5-10倍。孔隙率為84%的泡沫鋁發作50%變型時,可吸收2.5MJ/M3C以上的能量。
  杰出的聲學功用:
      1、隔聲功用(閉孔):聲波頻率上800-4000HZ之間時,閉孔泡沫鋁的隔聲系數達0.9以上。
      2、吸聲功用(微通孔和通孔):聲波頻率在125——4000HZ之間時,通孔泡沫鋁的吸聲系數大可達0.8,其倍頻程均勻吸聲系數超過0.4。
  優秀的電磁屏蔽功用:電磁波頻率在2.6-18GHZ之間時,泡沫鋁的電磁屏蔽量可達60-90dB。
  杰出的熱學功用:通孔泡沫鋁因為其孔洞彼此連通,在強制對流條件下具有杰出的散熱性。不燃燒且有較好的耐熱性。耐腐蝕性、耐候性好,低吸濕,不老化,無毒性。
  易加工:切開、鉆孔、膠結便利;經模壓可曲折成所需形狀;能用有機或無機漆進行外表處理;能夠雙面蒙皮,構成大尺度的輕質、高剛度板。
  易裝置:泡沫鋁資料能夠被裝置在高處而無需機械起重設備,如:天花頂棚、墻面和房頂等,能夠選用機械辦法或直接用螺釘銜接和固定,也能夠用粘接劑粘貼在墻或天花板上。
 
  金屬薄板——泡沫鋁——金屬薄板構成的“三明治”結構承繼了泡沫鋁的優異功用,并具有很高的抗彎強度,可用作新型建材、機車車輛的高剛度結構件等。
  泡沫鋁制備辦法泡沫鋁制備工藝有20多種,觸及的范疇非常廣,但關于轎車工業來說,泡沫鋁價格并不低價,加工工藝也比較復雜,各種制備工藝的穩定性和再現性都不是很高,孔結構的不均勻問題也還沒有得到徹底處理。
  泡沫鋁制備首要為凝固法、燒結法、堆積法等,其間溶體發泡法相對簡略,孔隙可控,本錢較低,比較合適規模化出產大標準的泡沫鋁資料。泡沫鋁在轎車工業中的運用因為泡沫鋁具有輕質、高比強度、高比剛度、阻尼減震、吸聲隔熱、電池屏蔽等特色,在航空航天、高速芯片,建筑資料中均有所運用,近些年這種資料又逐步進入轎車范疇泡沫鋁經典運用之一就是泡沫鋁夾層結構,因為歸納了泡沫鋁和金屬板件的功用,這種結構強度較好,剛度進步2倍以上,阻尼、防撞才能進步3倍以上,且同比質量大大下降。
 
  OME公司從前規劃過一款轎車,底盤選用了泡沫鋁三明治板結構,這種資料運用后,在同種結構下能夠減低25%的分量。據報道,如果將泡沫鋁零件代替傳統的轎車鑄件,在零件強度不變的狀況下,質量能夠減輕50%以上。此前,BMW曾聯合澳大利亞輕金屬功用研討中心(LKR),研發了一種泡沫鋁結構的發動機支架,在強化車架剛度,進步構架穩定性的一起還能耗散機械振動和熱能。而德國卡曼轎車公司則選用三明治式復合泡沫鋁材來制造吉雅轎車(Ghiaroadster)的頂蓋板,在質量下降25%的一起,剛度比本來的鋼構件大7倍左右,真可謂一舉兩得。
  泡沫鋁作為吸能緩沖結構存在時,多是運用在吸能盒、門梁結構、保險杠中,能夠到達緩沖吸能的意圖。例如用泡沫鋁作夾芯制造轎車保險杠,具有吸收碰擊動能的功用,因為回彈率很小(小于3%),能夠有用防止二次磕碰損傷。
  我們再詳細聊聊我們比較生疏的幾項:吸能盒這種填充結構吸能才能,大于吸能盒與泡沫鋁單獨吸收能量之和,并且因為泡沫鋁的各向同性,在偏置磕碰中也能取得很好的能量吸收。跟著人們安全意識的進步,行人安全概念也逐步成形。而這種結構能夠徹底吸收掉車輛以15Km/h速度碰擊的一切能量,正能對行人安全起到維護作用。NVH吸熱隔音上,泡沫鋁也能起到馬到成功的功效。比方它就被運用在了客車消音器中。客車泡沫消音器,泡沫鋁吸聲板通過耐火處理,能夠適用在近600℃的尾氣溫度。降噪作用為阻抗型消聲內芯、并聯共振式消聲內芯消聲器的2——3倍,分量減輕1/3左右。
 
  此外,用泡沫鋁資料制造轎車地板、距離、車門夾心板等也能到達隔音、隔震的作用。頂蓋轎車頂蓋作為轎車上大面積的掩蓋件,怎么歸納分量和強度的要求一向讓廠家頭疼。選用泡沫鋁夾心板,厚度僅為2mm左右,剛度為鋼板頂棚的7倍,分量還能減輕50%以上。對未來的預期當然了,看似完美的東西總之有著讓人無法的缺陷,現階段來說,泡沫鋁的長處與高本錢比較并不占優勢。未來,單獨的泡沫鋁結構在轎車上的運用可能會遇到瓶頸,但如果將這種資料和其他資料如金屬、高分子等進行結合或許是種啟示。比方將泡沫鋁和鋁合金或碳纖維復合資料等結合,能夠必定程度上緩解碳纖維資料本錢高、脆性大,易斷裂的缺陷,一起又能取得杰出的隔熱靜音、耐高溫功用。
  反過來也是一樣的,將碳纖維作為輔材運用于泡沫鋁中,進步泡沫鋁自身的功用也是大有遠景。現在現已呈現了一些關于碳纖維增強鋁基泡沫資料的研討,試驗作用也闡明其在堅持泡沫鋁原有功用的基礎上,進一步進步了資料的物理功用,終究取得高吸能、阻尼減震、孔壁耐性較好的泡沫鋁資料。怎么取得更好的三明治結構,加強泡沫鋁和其他資料之間的結合力,強化各資料的功用特色,或者是尋求出一種新的結構,如多層的夾層結構等也不失為一種比較好的挑選。
  總之,雖然泡沫鋁的研討現已比較深化,在其他工業中得到了多方面的運用,可是關于轎車工業來說,它還遠遠沒有到達徹底老練的境地,現在也僅在一些轎車零部件上運用,但作為一種功用優秀的資料,它的運用遠遠不止如此,將來泡沫鋁和多種資料之間的結合會是一種趨勢。
 
  小結:泡沫鋁作為一種功用優秀的資料,在轎車范疇的位置應該更高,在鋁合金大行其道的現代轎車工業中,它應該得到更多的注重。處理其本錢和單一性,找到更好的結構和資料復合辦法,或許是這種資料的新發展方向。

標簽:泡沫鋁  鋁合金 三明治結構  耐高溫  
隔音 隔震

錦鋁金屬二維碼

极速牛牛官网-极速牛牛App