X
تبلیغات
mechanical science - کاربرد آلومینیوم در صنعت خودرو
کاربرد آلومینیوم در صنعت خودرو یکشنبه بیست و یکم آذر 1389 8:36 بعد از ظهر

                                             بسم الله الرّحمن الرّحیم

از کشف آلومینیوم  حدود 250 سال می گذرد. عمده استفاده ای که در قرون اوّلیه ی کشف این فلز از آن می شد، صرفاً کاربرد تزیینی بود، امّا از سال 1978 به بعد انقلابی در صنعت آلومینیوم اتّفاق افتاد. شاید کمتر کسی با نگاه به خودروهایی که هر روز و هر ثانیه در خیابان ها، بزرگراه ها و آزادراه ها در حال حرکت هستند، دریابد که اکثر اجزای داخلی این غول های آهنی، آلومینیومی است.

کاربرد آلومینیوم در صنایع خودروسازی به روزهای اوّلیه ی تولید خودرو باز می گردد. قطعات آلومینیومی در آن زمان در ماسه ی ریخته گری، به میزان گسترده ای برای ساخت سایر قطعات خودروها به کار برده می شد. در سال 1903 بدنه ی آلومینیومی در خودروهای  Pierce-Arrow، Franklin،

Beerless و Jordan به کار رفت. امّا با افزایش تولید خودرو استفاده از آلومینیوم در این صنعت کمتر و رقابت ها هر روز بیشتر و بیشتر می شد. تولیدکنندگان خودرو به آلیاژهای آهنی که قیمت کمتری داشتند، روی آوردند. این روند ادامه یافت تا جایی که در سال 1948 متوسّط وزن آلومینیوم در خودروها به حدود هفت پوند رسید. با این حال پیشرفت در تکنولوژی آلومینیوم این فلز را برای برخی از کاربردها مقرون به صرفه ساخت.

روش های فرآوری مختلفی برای کاهش قیمت و افزایش مصرف آلومینیوم معرّفی شد. پایین بودن وزن مخصوص آلومینیوم نسبت به آلیاژهای آهنی تمایل به استفاده از آلومینیوم را افزایش داد و همین امر باعث شد تا متوسّط وزن آلومینیوم مصرفی در خودروهای سال 1965 به حدود 60 پوند رسید و حتّی در برخی از خودروها به مرز 130 پوند نیز برسد. کاربرد روزافزون آلومینیوم در صنعت خودور به خواصّ فوق العاده ی این فلز که آن را  Magic Metal (فلز جادویی) نام نهاده اند، بر می گردد. وزن مخصوص پایین، انتفال حرارت بالا، هدایت الکتریکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری خوب و خواصّ مکانیکی عالی جزء خواصّ فوق العاده ی این فلز است.

وزن کم و هدایت حرارتی بالای آلیاژ آلومینیوم، کاربرد آن را در موتورهای خنک شونده با هوا بسیار بالا برده است. در قطعات موتور خودروهایی که با این سیستم کار می کنند، به تنهایی بیش از 100 پوند آلومینیوم به کار رفته است.

همین خواصّ عالی آلومینیوم سبب شد تا در سال 1954 پیستون های آلومینیومی جانشین پیستون های سابق خودروها شود. این جانشینی به دلیل افزایش تقاضا برای خودروهای پر شتاب و موتور های با تراکم بیشتر بود.

امروزه نیز اکثر پیستون ها از آلیاژهای F132 آلومینیوم ساخته می شوند. این آلیاژها را در قالب های دایم ریخته گری کرده و با استفاده از عملیات حرارتی، سختی، مقاومت سایشی و پایداری ابعادی مورد نیاز را برای آن ها را فراهم می کنند.

در زیر برخی از قطعات آلومینیومی خودرو به صورت بسیار مختصر آورده شده است:

-کاسه ی ترمز: (brake drum) از آلومینیوم 355 تا 356 (خانواده ی آلیاژ های Al-Si-Cu-Mg  که در قالب دایم ریخته گری استفاده می شود. این خانواده فراوان ترین خانواده ی آلومینیوم است و ultra security نامیده می شوند، چون ضریب امنیتی بالایی دارند. به عنوان مثال رینگ های چرخ خودرو از این آلیاژ ساخته می شود و استحکام این آلیاژ ها بسیار بیشتر از فولادهای ساده ی کربنی است. برخلاف عقیده ی خیلی از مردم که تصوّر می کند رینگ های اسپرت آلومینیومی و یا آلیاژی نسبت به رینگ های فولادی استحکام کمتری دارند.)

- بدنه ی کاربراتور از آلومینیوم دایکاست (ریخته گری شده تحت فشار) 360 یا 380

- بدنه ی کمپرسور از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

- میله های اتّصال کمرسور از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

- پیستون های کمپرسور از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

- ریل های تبدیل جانبی (convertible side rails) از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380 یا آلومینیوم 355 یا 356 ریخته گری شده در قالب دایم.

- بوش در دلکو (distributer cap inserts) از سیم آلومینیومی 1100.

- بدنه ی دلکو (distributer housing base) از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

- گلدانی جعبه دنده (extention housing) از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

- قطعات تزیینی بیرونی (extension trim parts) از ورقه های آندایز شده ی 5457 یا 5557 یا ورقه های الکترود شده ی 6463.

لوله های بنزین (fuel lines) از لوله های آلومینیومی 3003.

پمپ های روغن از آلومینیوم دایکاست 360 یا 380.

در بالا بخش  بسیار کوچکی از قطعات آلومینیومی خودرو ذکر شده است . توجّه به این نکته مهم است که 85 درصد از کل آلومینیوم به کار رفته در یک خودرو مربوط به قطعات کاری است و تنها 15 درصد باقی مانده مربوط به قطعات تزیینی است.

اگر نگاهی به پیشرفت صنعت خودرو داشته باشیم، خواهیم دید در طول زمان فولاد های میکروآلیاژ و چدن ها جانشین قطعات فولادی شده و جای آن ها را گرفته اند. با پیشرفت صنعت خودرو از سال 2000 میلادی به بعد قطعات منیزیمی به تدریج جانشین برخی از قطعات آلومینیومی شده و سعی شده تا برخی از قطعات منیزیمی هم توسّط قطعات لاستیکی و پلاستیکی جانشین شوند.

یکی از دلایل جانشین سازی قطعات خودرو توسّط آلومینیوم به مسأله ی بازیافت بر می گردد. برای مثال رادیاتورهای آلومینیومی جانشین رادیاتورهای مسی و تمامی سیم های برق خودرو آلومینیومی شده اند. زیرا در هنگام بازیافت، اگر مس وارد مذاب فولاد شود، مک های گازی و انقباضی را ایجاد می کند و در نتیجه به کاهش استحکام و خراب شدن قطعه و تبدیل انجماد از نوع پوسته ای به خمیری می انجامد. همین مسأله کاربرد فوق العاده ی آلومینیوم را در صنعت خودرو و استفاده ی روز افزون آن را در این صنعت برای ما روشن و واضح می کند.

 

نام قطعه قبل از دهه ی ۸۰ بعد از دهه ی ۸۰ بعد از سال ۲۰۰۰
بلوک سر سیلندر چدنی آلومینیومی منیزیمی
سر سیلندر چدنی آلومینیومی آلومینیومی
رینگ چرخ فولادی آلومینیومی منیزیمی
رادیاتور مسی آلومینیومی آلومینیومی
سیم کشی برق خودرو مسی آلومینیومی آلومینیومی
پوسته ی کلاچ چدنی آلومینیومی منیزیمی
پوسته ی گیربکس چدنی آلومینیومی منیزیمی
سگ دست فولادی چدنی آلومینیومی
بازویی چرخ فولادی چدنی آلومینیومی
بازویی اتاق فولادی چدنی آلومینیومی
استراکچر فولادی چدنی منیزیمی
مانی فولد هوا آلومینیومی آلومینیومی پلاستیک
میل لنگ فولادی چدنی چدن نشکن آستمپر شده (ADI)
بدنه ی خودرو فولادی ضخیم فولادی نازک تر فولادهای میکرو آلیاژی با ضخامت کمتر

  جدول ۱- روند جایگزین سازی قطعات خودرو قبل از دهه ی ۸۰ میلادی تا بعد از سال ۲۰۰۰ میلادی


منبع: مجلّه ی پیام ایران خودرو، سال نهم، شماره ی 102، خرداد 1384 (نویسنده ی مقاله در مجلّه: محمّد رضا رنجبر محمّدیان)

منبع عکس:

www.cartype.com

نوشته شده توسط محمد شفیعی  | لینک ثابت |