Як мінімум три останніх десятиліття всі світові виробники автомобілів знаходяться під насамперед політичним тиском, що змушує їх приділяти велику увагу до питань, пов'язаних з охороною навколишнього середовища.
І якщо процеси зменшення екологічного навантаження з боку самих двигунів обмежені в цьому відношенні самим принципом роботи двигуна внутрішнього згоряння, то в питаннях полегшення всієї конструкції транспортного засобу з метою зниження витрати палива поле діяльності у розробників є велике.
Один з найвідоміших у світі виробників позашляховиків, британська компанія «Ленд Ровер» заявила недавно, що побудований нею серійний автомобіль моделі Range Rover є першим в світі позашляховиком, чий корпус на 100% зроблений з алюмінію.
Трохи історії.
Що ж таке алюміній, і чому він знайшов таке широке застосування в різних транспортних засобах?
З невеликою натяжкою можна сказати, що наша планета складається з алюмінію. У корі планети алюміній становить понад 7%, поступаючись в цьому відношенні лише кремнію і кисню. Причому в чистому вигляді алюміній практично не зустрічається, а незмінно входить до складу оксидних і силікатних з'єднань. На території колишнього СРСР на місці найбільшого місця видобутку алюмінієвих руд був навіть побудований моно-місто, названий на честь алюмініевосодержащей руди Боксітогорск.
У рукописах, знайдених під час археологічних розкопок в Греції і в Італії, є відомості про те. що в античні часи люди застосовували алюмінієві солі для для забарвлення тканин.
Вперше промисловий принцип виділення алюмінію з бокситний руд був розроблений в 19 столітті в Німеччині, і отримав назву «процесу Байєра». При промисловій обробці бокситний руди з неї виходить 15-20% чистого металу. Минулий первинну переробку руда змішується з кріоліту, і крізь цю суміш пропускається постійний струм. В результаті з руди виділяється придатний до подальшої обробки метал.
Завдяки своїй невеликій вазі (особливо в порівнянні зі сталлю), алюміній відразу ж став використовуватися в авіабудуванні. І хоча для захисту британських дредноутів алюміній не годився, проте до початку 20-го століття у британських інженерів вже був великий досвід в застосуванні алюмінію в промисловості.
Всі ці напрацювання припали більш ніж до речі, коли почався вищезгаданий період «гонінь» на автомобільну промисловість.
Алюміній в автомобілях Ленд Ровер.
Історично британські автомобілі завжди відрізнялися надзвичайно високим рівнем комфорту. Але за цей комфорт доводилося розплачуватися багатотонним вагою автомобіля. Тому в найвідомішому седані топ-класу фірми Ленд Ровер «Ягуарі» вперше стали на практиці застосовувати серійну заміну ряду сталевих компонентів алюмінієвими. Це призвело до фантастичних результатів: загальна вага автомобіля знизився в середньому на 50%!
Крім цього, в кадрі політичних вимог з приводу вторинної переробки використаного сировини, алюмінієві компоненти конструкцій британських автомобілів легко піддаються переробці, ніж зменшується потреба в новому сировину, і пов'язаних з цим глобальних питань про обмеження парникового ефекту і енергоємності виробництва.
Проведені на стендах компанії тести показали, що автомобілі з кузовами з алюмінію мають значно нижчим зарядом кінетичної енергії в порівнянні з традиційними сталевими корпусами, що в значній мірі знижує ступінь ризику отримання травми при аварії.
Сьогодні компанія Ленд Ровер вийшла на показники 85% переробки своїх вторинних компонентів, що є дуже високим досягненням, дозволяючи відповідати найсуворішим світовим нормативам в області обмеження викиду парникових газів.
Алюміній в промисловості.
Сам по собі алюміній є досить м'яким і гнучким металом. Тому в чистому вигляді він не знаходить достатньо широкого промислового застосування. Залежно від типу кінцевої продукції його завжди змішують з іншими металами, щоб посилити або отримати будь-які певні властивості. Найбільш часто алюміній використовується в поєднанні з міддю, яка збільшує його жорсткість, і марганцем, який посилює антикорозійні властивості металу. Також широко застосовуються сплави з цинком, кремнієм і магнієм.
Використання алюмінієвих сплавів в компанії Ленд Ровер ґрунтується на міжнародному стандарті ISO 209-1, в якому основна група легуючих металів позначається першою цифрою. Наприклад, цифра «1000» з одиницею на першому місці позначає чистий алюміній, тобто такий продукт, в якому частка алюмінію складає мінімум 99%. Цифра «2» вказує на сплави, леговані міддю, цифра «3» - сплав з марганцем, цифра «4» - сплав з кремнієм, цифра «5» - сплав з магнієм, цифра «6» - сплав з магнієм і кременем, цифра «7» - сплав з цинком і магнієм, і цифра «8» - для літієвих сплавів.
Говорячи про застосування алюмінієвих сплавів в компанії Ленд Ровер можна відзначити, що при виготовленні компонентів кузова автомобіля використовуються сплави груп 5000 і 6000. Пояснюється це перш за все тим, що перший сплав має більш низькі показники для термообробки, а сплави з групи 6000 відмінно підходять для будь-яких видів термообробки.
Як видно, елемент магній входить в обидві групи. Пояснюється це перш за все тим, що в поєднанні з магнієм алюміній отримує виключно високі показники корозійної стійкості, в результаті чого подібний сплав ідеально підходить для виготовлення транспортних засобів, які діють в будь-яких найважчих і агресивних з хімічної точки зору умовах.
Під термообробкою насамперед треба розуміти процес термозакалка, який в значній мірі підсилює міцність і хімічну стійкість вироби.
Як виготовляються елементи кузова Ленд Ровер.
Для виготовлення надзвичайно складних сучасних компонентів кузова з алюмінію застосовується технології обробки під високим тиском, або лиття під високим тиском. Це - єдина на сьогоднішній день технологія, яка дозволяє відливати складні металеві деталі, розроблені з використанням комп'ютерної графіки. Надзвичайно важливим аспектом подібного виробництва є своєчасний і точний висновок відпрацьованих газів, що виникають під час процесу лиття. Застиглі бульбашки газу можуть призвести до явища шаруватості продукції, що негативно позначиться на всіх параметрах її міцності. У компанії Ленд Ровер для боротьби з цим явищем використовується технологія HDP. З її допомогою регулюється подача сировини в форму для відливання під високим і добре контрольованому тиском, що дозволяє абсолютно точно відлити будь найскладніші форми товщиною всього в 2,3 мм.
Після того, як найбільші компоненти кузова були відлиті за вищеописаною технологією, їх треба скріпити між собою. Для цього застосовується технологія, що комбінує надміцні самопронікающіе заклепки і спеціально розроблені клейові склади. Ця комбінація дозволяє створити з'єднання, у багато разів перевищує по міцності будь-зварений шов або зварену точку. При цьому самі заклепки виготовляються з найбільш міцних видів алюмінієвої сировини груп 3000 і 4000.
Ремонт Ленд Ровера - справа фахівця найвищого рівня!
Хімічна та механічна ступінь складності відома всіх окремих компонентів в єдиний кузов автомобіля змусили компанію Ленд Ровер підготувати абсолютно нові вимоги до фахівців, які по всьому світу займаються обслуговуванням і ремонтом автомобілів фірми. Особливе місце в цій системі займають фахівці зі зварювання, які повинні бути не тільки майстрами з усіх видів зварювання, передбаченими стандартом JLR, а й пройти додаткове навчання в самій компанії Ленд Ровер, щоб мати можливість виконувати якісні ремонтні роботи по кузовам автомобілів фірми.
Завдяки тому, що на поверхні алюмінію дуже швидко утворюється непроникна плівка, яка запобігає можливість взаємодії металу з навколишнім середовищем, виготовлені з алюмінію деталі не вимагають спеціальної анти-корозійної обробки. Однак при цьому не виключається утворення ниткоподібної корозії, яка може виникнути в процесі ремонтного забарвлення. При недостатньо ретельній обробці фарбується плівка знищується, в результаті чого алюміній швидко вступає у взаємодію з киснем. В результаті, під шаром захисної фарби утворюється корозійна нитка, яка з часом збільшується в розмірі, призводить до лущення поверхні металу і відвалювання шматків фарби. В результаті утворюється іржаве непривабливе пляма.
Ще одну небезпеку таїть в собі т.зв. електрохімічна корозія. При проходженні електричного розряду за місцем з'єднання алюмінію і іншого металу, алюміній починає грати роль катода і дуже швидко руйнується. Таким чином зварювальник, незнайомий з технологіями Ленд Ровера, може під час ремонту з легкістю нанести тяжкі та непоправні пошкодження алюмінієвої деталі. Ось чому компанія Ленд Ровер так наполегливо вимагає, щоб ремонт її автомобілів проводився б виключно тими фахівцями, які пройшли навчання в компанії і мають відповідний сертифікат на ремонт автомобілів марки Ленд Ровер.