铝在减轻汽车重量方面起着关键作用,因此也有助于降低油耗。现代汽车含有大量的铝,金属的使用正在增加。
因此,尽可能优化地利用材料非常重要,而挪威开发的新铸造技术有可能做到这一点。该工艺称为低压铸造(LPC),可以铸造具有高质量表面特性的铝螺栓。这使得金属可以直接用于制造汽车悬架部件等零件。
简化生产并节省原材料
铸造使铝制汽车部件的生产更便宜、更环保、更高效。它还可以防止大量原材料的浪费。铸造技术由铝生产商Hydro开发,并在真空条件下进行。为了调查和展示该技术的潜力,海德鲁邀请SINTEF和Raufoss Technology联手参与一个名为HyForge的项目。到目前为止,结果非常有希望。
“这种铸造技术涉及去除生产线中的整个工艺阶段,”SINTEF研究员Siri Marthe Arbo解释说。
目前,汽车零部件生产线由几个阶段组成,包括铸造、热处理、挤压和随后的锻造/成型工艺,以确保最终产品按照其预期形状成型。
“我们的工艺有效地消除了挤出阶段,”Arbo说。
全方位节约
目前,该行业在悬架部件的生产中使用挤压螺栓是很常见的。这是一个昂贵、耗时和耗能的过程,也会产生大量的“废物”。
“挤压过程涉及迫使金属通过喷嘴,”Arbo说。“目的是确保生产出没有污染物和表面缺陷的均匀材料。但它的工作方式与牙膏管相同,因此总会有一些残留废物,“她解释道。
研究团队使用海德鲁的新铸造技术来证明可以铸造悬架部件中使用的螺栓,从而消除生产过程中的挤压阶段。
“新的铸造技术减少了缺陷,并使原材料具有高质量的表面光洁度,”Arbo说。“这是铝制汽车部件制造中的游戏规则改变者,因为该过程在没有挤压阶段的情况下既更快又便宜,”她说。
严格的质量要求
研究小组一直在努力了解铸造材料的行为以及它在锻造过程中获得的特性。它一直在进行比较,以确定最佳的合金成分,并研究需要对生产过程进行哪些更改。
“我们的重点是实施一种生产工艺,以确保悬架系统具有必要的特性,”Arbo说。“这是一个安全关键部件,因此对产品的质量和性能有严格的要求,”她说。
“我们一直在研究热处理以及材料必须经历的工艺中的所有各个阶段,以便我们可以证明铸造材料没有缺陷并且适合用途。我们还一直在使用模型和模拟来帮助我们更好地了解材料在生产过程中会发生什么,“Arbo说。
除了实验室试验外,该团队还与该项目的行业合作伙伴Raufoss Technology合作进行了物理实验。其中包括创建使用铸造螺栓的铝悬架部件生产线的第一条演示器。
一个纯粹的挪威价值链?
HyForge项目的目的是证明并建立对以下事实的信心:使用铸造螺栓是未来生产悬架部件的最佳方式。
SINTEF正在与Hydro和Raufoss Technology合作参与该项目。后者多年来一直为大多数汽车制造零件,重点是铝制部件。该项目完全有可能导致一个纯粹的挪威价值链,从而促进该国的财富创造。
“如果我们从Husnes的Hydro购买铸件,而不是必须从中欧运输的挤压螺栓,我们的碳足迹将进一步减少,”Raufoss Technology的Jørgen Li说。“运输也将变得更加容易和可靠,”他说。
“我们的计划一直是在Raufoss的现有生产线中用铸造螺栓取代挤压螺栓,我们为沃尔沃制造零部件,”李说。
Li解释说,从挤压螺栓到铸造螺栓的转变为Raufoss生产线的成本节约提供了最大的潜力。它还将减少公司的碳足迹。
研究小组计算出,将有可能节省多达39公斤的一氧化碳2相当于每辆车。今天,一辆汽车的总排放量为98公斤一氧化碳2等价物,根据SINTEF公布的数据。这些数字主要涉及运输,尤其是挪威铝是使用来自水力发电的“绿色”能源生产的。