CIC marGUNE, Кооперативний дослідницький центр високопродуктивного виробництва, працює над розробкою алюмінієво-сталевих та композитно-металевих гібридних з'єднань, використовуючи різні технології, такі як ко-формування, лазерне зварювання та зварювання тертям, що дозволяють виготовляти більші компоненти. сприяння покращенню конкурентних позицій баскських компаній. Вища політехнічна школа Університету Мондрагун, IK4-Lortek, IK4-Azterlan, IK4-Tekniker та Tecnalia співпрацюють в рамках стратегічного дослідницького проекту “InProRet” (Etortek) CIC marGUNE у цьому напрямі досліджень.

Екологічні проблеми викликають дедалі жорсткіші правила, зменшення ваги автомобіля є найбільш вигідним засобом зменшення парникових газів та споживання палива. Кузов автомобіля складає майже 40% від загальної ваги автомобіля, а отже, пропонує великий потенціал для легкої конструкції. У цьому сенсі мета виробників орієнтована на зменшення ваги кузова автомобіля, не відмовляючись від тих переваг, які ми маємо в даний час, таких як безпека, продуктивність та вартість.

З цих причин європейська автомобільна промисловість активізує використання алюмінію та інших легких матеріалів (композитів, Mg) у конструкції та шасі транспортних засобів, його відсоток майже подвоївся між 2000 та 2010 роками, і очікується, що у 2020 році це може становити 70% з них.

ваги

Розробка та перевірка передових матеріалів та технологій виробництва для зменшення ваги автомобіля є глобальним викликом для транспортної техніки. За підрахунками, на кожні 10% зменшеної ваги споживання палива покращується на 6-7%. Крім того, освітлення транспортного засобу не тільки позитивно впливає на економію палива, але також покращує продуктивність продукту, де маса є критичною, наприклад, неподрессоренная маса. Зменшення маси, яке не знаходиться у підвісці, значно зменшує шум, вібрацію та згладжує керованість автомобілем.

Попит на гібридні з'єднання постійно зростає завдяки тому, що для цих застосувань та експлуатаційних характеристик окремо існуючі матеріали не дозволяють задовольнити всі вимоги, що є ідеальним об'єднанням різних матеріалів. Отже, поєднання різнорідних матеріалів у багатьох випадках може відкрити нове поле можливостей для розробки «спеціальних» матеріалів для конкретного застосування або компонента.

Традиційно сплави заліза та алюмінію є одними з найбільш використовуваних матеріалів в автомобільній та авіаційній промисловості завдяки своїм хорошим властивостям. Об'єднання обох матеріалів дозволяє створити нові гібридні структури, що поєднують твердість і зносостійкість сталей з низькою щільністю алюмінієвих сплавів.

Розробка нових процесів з’єднання алюмінієвої сталі або чавуну, більш ефективних, довговічних і дешевих, має важливе значення для досягнення цієї мети - більш широкого використання легких матеріалів у всіх типах транспортних засобів. У цих рамках проектування та виготовлення гібридних конструкцій представляє великий потенціал як на технічному, так і на економічному рівні для компаній у цьому секторі.

Однак через різнорідні фізико-механічні властивості цих металів важко отримати металургійні з'єднання зварюванням. Здоровий взаємозв’язок з металургійним союзом є визначальним у властивостях продуктів, що розробляються. У конкретному випадку алюмінієво-сталевих з'єднань завдяки використанню традиційних зварювальних технологій, що передбачають плавлення алюмінію, утворюються багаті алюмінієм інтерметалідні сполуки, які через свою тверду і крихку природу шкодять їх остаточному застосуванню. терміни геометрії з'єднаної деталі.

Гібридний компонент сталі та алюмінію, виготовлений методом тиксоформування.

У цій області CIC marGUNE та Mondragon Unibertsitatea зосередили свою увагу на формуванні в напівтвердому або «тиксоформованому» стані. Формування в напівтвердому стані або в "тиксоформованому" є перспективним процесом виготовлення функціональних гібридних компонентів з хорошими механічними властивостями за один етап. Цей процес дозволяє з'єднувати різнорідні матеріали в напівтвердому стані, так що з'єднання відбувається при нижчих температурах, ніж у традиційних методах зварювання, що спричиняє зменшення товщини інтерметалічного шару. З іншого боку, пластична деформація, яка виникає внаслідок дії тиску на стадії формування, сприяє руйнуванню поверхневого оксидного шару алюмінію та покращує контакт між двома гранями стику. Крім того, через невелику різницю щільності між твердим тілом і рідиною зменшується можливе розділення частинок, а також скорочення частин внаслідок затвердіння. З цієї причини великий інтерес представляє можливість об'єднання цих металів у процесі формування в напівтвердому стані.

Завдяки технології тиксоформування можна отримати прийнятне об'єднання шматків певної геометричної складності, а отже, можна значно зменшити вагу справжнього шматка приблизно на 40%. Крім того, процес надійний і повторюваний; оскільки між одними та іншими шматками немає великої дисперсії.