Из какого металла делают кузов автомобиля; АвтоТоп
Сегодня автомобильные кузова производители изготавливают из огромного числа различных материалов. Ну а поскольку кузов авто считается наиболее важной деталью автомобиля, то и среди его основных качеств должны быть безопасность и прочность. При этом автомобильный кузов должен быть оптимальным и удобным для пассажиров, отличаться уникальным стилем и оригинальным дизайном. Именно по этой причине производители стали использовать разные технологии и материалы для изготовления кузовов. В этом посте будет рассказано о популярных материалах для изготовления кузова, их преимуществах и возможных недостатках.
Стальной кузов
Стальной кузов может быть различной вариантности сплава, что дает совершенно непохожие свойства его разновидностям. Так, к примеру, отличной пластичностью обладает листовая сталь, она же и позволяет производить из себя наружные панели деталей кузова, которые порой могут иметь довольно необычную и сложную форму. Логично, что высокопрочные сорта обладают изрядной энергоемкостью и отличной прочностью, поэтому этот вид стали применяют в производстве силовых деталей кузова. Выгодно еще и то, что за всю историю автомобилестроения производителям удалось упростить и отладить мастерство изготовления стальных кузовов, что делает их довольно недорогими.
Именно этот фактор сделал стальные кузова на сегодняшний день самыми популярными на автомобильном рынке.
При всех этих плюсах недостатки у стали все же имеются и существенные. Так, например, неудобно то, что стальные детали имеют не малый вес, а также подвержены коррозийным процессам, что вынуждает производителей использовать приемы оцинковки стальных деталей и параллельно искать альтернативные варианты кузовных материалов.
Читайте также: Как отреставрировать самовар своими руками?
Цветные металлы и их сплавы
Тяжелые цветные металлы
К ним относятся:
медь, олово, свинец, никель, хром, вольфрам и др. В чистом виде эти цветные металлы в автомобилестроении обычно не применяют из-за несовершенства их свойств. Сплавы же этих металлов широко используют для изготовления и ремонта автомобиля.
Медные сплавы
применяют для изготовления деталей, от которых требуются высокие электро-, теплопроводность, антикоррозийная стойкость.
Оловянистая бронза является сплавом меди с оловом (от 3 до 14% олова). Сплав меди со свинцом (до 35%) называется свинцовистой бронзой.
— сплав меди с цинком (до 39% цинка). Это хорошо обрабатываемый материал, из которого изготовляют различные детали водопроводной и паропроводной арматуры, а также некоторые детали приборов (винты, трубки и т. д.).
обладает высокой антикоррозионной стойкостью, высокой пластичностью и легкоплавкостью. В автомобилестроении применяют в виде сплавов с другими металлами (припой, антифрикционные сплавы).
Легкие цветные металлы
К ним относятся:
алюминий и магний. В автомобилестроении алюминий и магний являются основой для получения многих сплавов, из которых изготовляют детали, требующие высокой антикоррозионной стойкости и теплопроводности.
Дюралюминий
— сплав алюминия с медью (2,2 — 5,2%), магнием (0,2 — 1,6%) и другими элементами. Широко применяют для изготовления деталей, несущих переменные нагрузки, подвергающиеся воздействию воды, изменению температуры.
Силумин
— сплав алюминия с кремнием (6 — 13%), используют для получения литьем самых разнообразных деталей.
Антифрикционные сплавы
— сплавы, обладающие низким коэффициентом трения и используемые для изготовления подшипников скольжения или покрытия (заливки) их рабочих поверхностей.
Основные антифрикционные сплавы:
сплавы олова, свинца и сурьмы (баббиты); свинцовистая и оловянистая бронза. Баббиты и свинцовистую бронзу применяют в основном для заливки вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала двигателя, оловянистую бронзу — для изготовления различных втулок (поршневых пальцев, шестерен коробки передач, вала сошки рулевого механизма, шкворней поворотных цапф), а также упорных шайб шестерен полуосей (приводных валов) и сателлитов дифференциала. Для подшипников коленчатого вала двигателей последних моделей распространены также сталеалюминиевые вкладыши.
Помимо антифрикционных сплавов, в некоторых узлах трения автомобиля (например, в шарнирах рулевых тяг и подвески) используют пластические массы, обладающие низким коэффициентом трения и не требующие смазки в процессе эксплуатации.
Алюминиевый кузов
Сегодня все чаще можно услышать об использовании в производстве кузовов для авто такого материала как алюминий. Этот металл, который в народе назвали «крылатым», не подвержен образованию ржавчины на деталях корпуса, а сам алюминиевый кузов при такой же прочности и жесткости весит в 2 раза меньше, чем его стальной собрат. Но и тут есть подводные камни.
Читайте также: Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 1
При всех своих качествах у алюминия имеется весомый недостаток — это хорошая проводимость шума и вибрации.
Поэтому автопроизводителям приходиться усиливать кузов противошумовой изоляцией, что, в конечном счете, приводит к удорожанию машины, да и сам металл стоит дороже стали. Эти факторы способствуют тому, что ремонт кузова в последующем может потребовать использования специального оборудования.
В итоге, все это приводит к увеличению цены самого автомобиля. Полностью алюминиевый кузов могут позволить себе далеко не все производители, один из немногих — Audi. Но чаще всего приходится идти на компромисс и компоновать алюминиевые и стальные детали в одном кузове. Так, к примеру, в модели BMW пятой серии вся передняя часть кузовного корпуса изготовлена из алюминия и сварена со стальным каркасом.
Пластиковый кузов
Пластик не так давно считался в автомобилестроении наиболее перспективным кузовным материалом. Он легче даже вышеупомянутого алюминия, ему можно придать любую, даже вычурную и замысловатую форму, да и покраска его обходится намного дешевле, ведь провести ее можно уже на стадии производства, используя различные химические добавки. Ну и наконец, этот материал уж точно не знает, что такое коррозия. Но недостатков у пластика гораздо больше и они довольно значимые.
Так, свойства пластика меняются под влиянием различных температур — мороз делает пластик более хрупким, а жара размягчает этот материал.
По этим причинам и ряду других из пластика нельзя изготавливать те детали, на которые оказываются довольно высокие силовые нагрузки, ремонту некоторые пластиковые детали и вовсе не поддаются, и требуют полной своей замены. Именно это привело к тому, что на сегодняшний день из пластика изготавливают лишь навесы, бампера да крылья.
Композитный кузов
Еще одним видом материала для изготовления кузова являются композитные материалы. Это «гибридный» материал, получаемый из нескольких соединенных вместе. Такое производство делает композитный кузов оптимальным по качествам, так как в нем соединяется все лучшее от каждого компонента.
Кроме того, композитные материалы более долговечны, из них можно изготавливать самые крупные и сплошные детали, что, несомненно, упрощает само производство.
К композитным материалам относится, например, углеволокно, которое, кстати, используется в производстве чаще всего. Из углеволокна изготавливают остовы к кузовам для суперкаров.
К минусам данного материала можно отнести трудоемкость при его использовании в автомобилестроении. Иногда даже необходим ручной труд, что, конечно, в итоге сказывается на цене. Еще один недостаток — это практически невозможность восстановления деталей из углепластика после деформации при авариях. Все это способствует тому, что массово автомобили в углепластиковом кузове практически не выпускаются.
У каждого типа кузовов есть свои достоинства и недостатки. Тут уж все зависит от вкусов потребителей, то есть нас с вами.
Удачных вам приобретений и будьте аккуратны!
Какой металл подойдет для ремонта?
Для ремонта корпуса важно использовать те стали, которые были рассчитаны и заложены на заводе. Кузов автомобиля является несущим элементом, и проектируется таким образом, чтобы:
- Выдерживать все нагрузки при эксплуатации автомобиля;
- При аварии деформироваться таким способом, чтобы не подвергать пассажиров и водителя угрозе. К примеру, чтобы капот не сдвигался в кабину, а сминался, постепенно снижая силу удара при лобовом столкновении.
Лучше покупать готовые кузовные элементы, или вырезать детали из аналогичных списанных автомобилей. “За” использование кузовного железа говорит тот факт, что металл уже имеет защитное покрытие. И часто оно отличается высоким качеством, ведь нанесено на заводе. Но готовые элементы дороги, а автомобильный кузов модели, аналогичной вашей, редко доступен для раскраивания под сварку. Что же делать?
Из чего делают кузова автомобилей?
Ни в одном другом элементе автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. В данной статье мы поговорим из чего делают кузова автомобилей? Какие технологии появились?
Читайте также: Компрессорное масло. Для чего используется и чем отличается.
Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.
Сталь для кузова автомобиля
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла
. Причем
предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6…2,5 мм
.
Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии
Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов.
С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.
Преимущества стали:
- низкая стоимость,
- высокая ремонтопригодность кузова,
- отработанная технология производства и утилизации.
Недостатки стали: - самая большая масса,
- требуется антикоррозийная защита от коррозии,
- потребность в большом количестве штампов,
- дороговизна,
- ограниченный срок службы.
Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, т.к. при изготовлении применялись – алюминий, сталь, пластик и магний . Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья.
Алюминий для кузова автомобиля
Черные металлы
Для изготовления и ремонта автомобиля первостепенное значение имеют черные металлы — чугун и сталь.
— сплав железа с углеродом, содержащий более 2% углерода, а также примеси. В зависимости от количества и состояния углерода различают белый, серый, высокопрочный и ковкий литейный чугун.
Белый чугун
отличается высокой твердостью и хрупкостью. В автостроении применяют для переработки в ковкий чугун.
Серый чугун
обладает хорошими литейными качествами, поэтому из него изготовляют детали автомобиля. Серый чугун хрупок, но достаточно хорошо обрабатывается. Детали из этого материала можно сваривать, растачивать.
Высокопрочный чугун
Читайте также: Виды и особенности сварочных электродов по алюминию
— это чугун, получаемый из серого чугуна путем добавки магния или редкоземельных элементов, при этом повышают прочность и пластичность чугуна. Из данного чугуна изготовляют ответственные детали.
Ковкий чугун
широко применяют в автостроении благодаря хорошим механическим свойствам. Его получают путем длительного томления отливок из белого чугуна при высокой температуре.
Из ковкого чугуна выполняют детали, воспринимающие переменные нагрузки (картеры задних мостов и коробок передач, ступицы колес и др.).
Из стали изготовляют большинство деталей механизмов и агрегатов автомобиля.
Сталью называется сплав железа с углеродом, содержащий до 2% углерода. По химическому составу сталь делится на углеродистую и легированную, по назначению — на конструкционную, инструментальную и специальную.
Конструкционная углеродистая сталь хорошо обрабатывается и сваривается. Из нее делают кожухи, крышки, тяги, рычаги, оси, валы.
Механические свойства некоторых марок конструкционной углеродистой стали приведены в таблице.
| Марка стали | Предел прочности при растяжении сгв. Мн/м (кгс/мм 2 ) | Относительное удлинение δ, % |
| Ст. 2 | 340 — 420 (34 — 42) | 28 |
| Ст. 3 | 340 — 420 (34 — 42) | 26 |
| Ст. 4 | 400 — 500 (40 — 50) | 21 |
| Ст. 5 | 420 — 520 (42 — 52) | 19 |
Легированная сталь, помимо основных компонентов, содержит дополнительные примеси
— хром, никель, вольфрам, молибден и другие, улучшающие ее свойства. К легированной стали относятся нержавеющая, жаростойкая, кислотостойкая и износостойкая.
Легированные стали широко применяют в автостроении. Из них изготовляют шестерни, валы, полуоси (приводные валы), коленчатые валы, пальцы, пружины, рессоры и подшипники.
| Название и марка стали | Предел прочности при растяжении σт, Мн/м 2 (кгс/мм 2 ) | Предел текучести σт, Мн/м 2 (кгс/мм 2 ) | Относительное удлинение δ, % |
| Хромистая 30Х | 900(90) | 700(70) | 12 |
| Хромоникелевая 40ХН | 1000(100) | 800(80) | 11 |
| Хромомолибденовая 15ХМ | 850(85) | 650(65) | 11 |
| Хромованадиевая 20ХФ | 800(80) | 600(60) | 12 |
| Хромомарганцевая 20ХГ | 900(90) | 750(75) | 10 |
Легированные стали маркируют цифрами и буквами. Цифры обозначают содержание в стали углерода в сотых долях процента, буквы обозначают состав легирующих элементов, например: X — хром; Н — никель; М — молибден.
В этой таблице приведены механические свойства некоторых марок легированной стали.
Из чего делают кузова автомобилей?
Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.
Сталь для кузова автомобиля
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6. 2,5 мм.
Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии.
Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.
- низкая стоимость,
- высокая ремонтопригодность кузова,
- отработанная технология производства и утилизации.
- самая большая масса,
- требуется антикоррозийная защита от коррозии,
- потребность в большом количестве штампов,
- дороговизна,
- ограниченный срок службы.
Алюминий для кузова автомобиля
Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, двери, крышка багажника.
Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.
Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.
- возможность изготовить детали любой формы,
- кузов легче стального, при этом прочность равная,
- легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
- устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.
- низкая ремонтопригодность,
- необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,
- необходимость специального оборудования,
- значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.
Стеклопластик и пластмассы
Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются – карбон, стеклоткань и кевлар.
Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.
Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.
Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.
Технология изготовления кузовных деталей из стеклопластика в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время. Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.
- при высокой прочности маленький вес,
- поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами,
- простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
- большие размеры кузовных деталей.
- высокая стоимость наполнителей,
- высокое требование к точности форм и к чистоте,
- время изготовления деталей достаточно продолжительное,
- при повреждениях сложность в ремонте.
- Смотрите так же:
- Цены на обучение
- Обучение на МКПП
- Обучение на АКПП
Почему кузова автомобилей не изготавливают из нержавеющей стали
Любой автолюбитель знает, что при покупке подержанного автомобиля первое, на что следует обратить внимание, это на состояние его кузова и если на нём уже есть очаги коррозии, то совершенно очевидно, что покупать такой автомобиль не стоит.
На фоне этого, думаю, многие из автолюбителей задавались вопросом, почему кузова автомобилей до сих пор не изготавливают из нержавеющей стали или из других стойких к коррозии материалов? На этот вопрос я собственно и постараюсь ответить.
Кузов из нержавеющей стали
Нержавеющая сталь это относительно дешёвый материал, который мог бы стать отличной альтернативой обычному оцинкованному железу, однако нержавеющую сталь дорого обрабатывать и она тяжелее, что отразится не только на стоимости, но и на динамике автомобиля, кузов которого будет изготовлен из нержавеющей стали. Ярким примером автомобиля с кузовом из нержавеющей стали, является легендарный DeLorean DMC 12.
Кузов из алюминия
Алюминий на много легче оцинкованного железа и устойчив к коррозии, однако он дороже во всём, включая обработку, что существенно отражается на стоимости готового автомобиля. Кроме этого, алюминий слишком мягкий, что в свою очередь делает автомобиль с алюминиевым кузовом не безопасным. Именно по этой причине кузов последнего поколения Audi A8 не полностью алюминиевый, как это было в предыдущих поколениях этого автомобиля, а содержит элементы из высокопрочной стали.
Кузов из титанового сплава
Титановые сплавы намного крепче алюминия, да и вообще лишены практически всех его недостатков, кроме того, что стоят приблизительно в шесть раз дороже, что в итоге делает автомобиль невероятно дорогим. Одним из автомобилей, кузов которого изготовлен из титанового сплава, является Icona Vulcano Titanium стоимостью 2,5 миллиона американских долларов.
Кузов из углепластика
Основным конкурентом титановых сплавов является углепластик или карбон. Это композитный материал, состоящий из углеродного полимера и эпоксидной смолы. Он такой же крепкий, как и титановые сплавы, не подвержен коррозии и что самое главное, невероятно лёгкий, в связи с чем его часто используют в производстве спортивных автомобилей, таких как Pagani Huayra. Вот только такие автомобили обычно мелкосерийные и их стоимость превышает 1,0 миллион американских долларов, а всё потому, что изготовление элементов кузова автомобиля из углепластика это весьма трудоёмкий процесс, который отнимает не мало времени.
Как вы уже поняли, некоторые автопроизводители всё же используют для производства кузовов такие стойкие к коррозии материалы как нержавеющая сталь, алюминий, титан и углепластик, но автомобили, кузова которых изготовлены из этих материалов, в силу своей высокой стоимости не доступны большинству потребителей.
В заключение отмечу, что последнее время стойкие к коррозии материалы для производства автомобильных кузовов применяют и производители не дорогих автомобилей, но пока доля таких материалов в кузовах недорогих автомобилей не высока. Тем не менее, эта доля постоянно растёт и есть надежда, что в ближайшем будущем такие материалы как титан и углепластик, станут более доступными.
Ещё публикации по теме:
Понравилась публикация? Поделись!
Источник https://pressadv.ru/cvetmet/avtomobilnyj-metall.html
Источник https://real-avto.com/blog/ustroystvo-avtomobilya/iz-chego-delayut-kuzova-avtomobiley/
Источник https://xn--80aesudcyt.xn--p1acf/%D0%BF%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BC%D1%83-%D0%BA%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%B9-%D0%BD%D0%B5-%D0%B8%D0%B7%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B2/