อลูมิเนียมในรถยนต์: อลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดใดที่พบได้ทั่วไปในตัวถังรถยนต์อลูมิเนียม?

คุณอาจถามตัวเองว่า “อะไรทำให้อลูมิเนียมในรถยนต์กลายเป็นวัสดุธรรมดาๆ” หรือ “อะไรทำให้อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับตัวรถ” โดยไม่รู้ว่าอลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตรถยนต์มาตั้งแต่ยุคเริ่มแรก ตั้งแต่ปี 1889 เป็นต้นมา อลูมิเนียมถูกผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากและถูกหล่อ รีด และขึ้นรูปเป็นส่วนประกอบของรถยนต์
ผู้ผลิตยานยนต์ใช้โอกาสนี้ในการทำงานกับวัสดุที่ขึ้นรูปได้ง่ายกว่าเหล็ก ในเวลานั้น มีเพียงอลูมิเนียมที่บริสุทธิ์กว่าเท่านั้น ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีความอ่อนตัวมากกว่า ขึ้นรูปได้ดี และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมซึ่งคงทนยาวนาน ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ผู้ผลิตยานยนต์หล่อทรายและขึ้นรูปแผงตัวถังขนาดใหญ่ จากนั้นจึงเชื่อมและขัดเงาด้วยมือ

เมื่อกลางศตวรรษที่ 20 ผู้ผลิตยานยนต์ที่มีชื่อเสียงบางรายได้นำอะลูมิเนียมมาใช้ในรถยนต์ ซึ่งรวมถึง Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes และ Porsche
เหตุใดจึงควรเลือกอลูมิเนียมในรถยนต์?
รถยนต์เป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนประกอบด้วยชิ้นส่วนประมาณ 30,000 ชิ้น ตัวถังรถหรือโครงกระดูกของรถเป็นส่วนที่มีราคาแพงที่สุดและมีความสำคัญที่สุดในการผลิตยานยนต์
ซึ่งรวมถึงแผงด้านนอกที่ให้รูปร่างแก่ตัวรถ และแผงด้านในที่ทำหน้าที่เป็นตัวเสริม แผงเหล่านี้เชื่อมเข้าด้วยกันกับเสาและราวบันได ตัวถังรถประกอบด้วยประตูหน้าและหลัง คานเครื่องยนต์ ซุ้มล้อ กันชน ฝากระโปรง ห้องโดยสาร แผงด้านหน้า หลังคา และพื้น

ความแข็งแรงของโครงสร้างถือเป็นข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดสำหรับตัวรถ อย่างไรก็ตาม ตัวรถจะต้องมีน้ำหนักเบา ผลิตได้ในราคาไม่แพง ทนทานต่อสนิม และมีคุณสมบัติที่น่าดึงดูดใจที่ผู้บริโภคต้องการ เช่น คุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม
อะลูมิเนียมสามารถตอบสนองความต้องการต่างๆ เหล่านี้ได้ด้วยเหตุผลหลายประการ:
ความอเนกประสงค์
โดยธรรมชาติแล้ว อะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง ความสามารถในการขึ้นรูปและทนต่อการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมทำให้ใช้งานและขึ้นรูปได้ง่าย
นอกจากนี้ยังมีจำหน่ายในรูปแบบต่างๆ เช่น แผ่นอลูมิเนียม ม้วนอลูมิเนียม แผ่นอลูมิเนียม ท่ออลูมิเนียม ท่ออลูมิเนียม ช่องอลูมิเนียม คานอลูมิเนียม แท่งอลูมิเนียม และมุมอลูมิเนียม
ความคล่องตัวทำให้อลูมิเนียมเป็นวัสดุทางเลือกสำหรับการใช้งานยานยนต์ต่างๆ ที่อาจต้องการคุณลักษณะที่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นขนาดและรูปร่าง ความแข็งแรง ลักษณะการตกแต่ง หรือความทนทานต่อการกัดกร่อน
ความสะดวกในการใช้งาน
คุณภาพประสิทธิภาพและความคล่องตัวสามารถปรับปรุงได้ผ่านกระบวนการผลิตต่างๆ เช่น การอบชุบแข็ง การชุบแข็งด้วยชิ้นงานและการตกตะกอน การดึง การอบอ่อน การหล่อ การขึ้นรูป และการอัดรีด เทคโนโลยีการเชื่อมที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นทำให้การเชื่อมอลูมิเนียมทำได้ง่ายขึ้นและมีผลลัพธ์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น
น้ำหนักเบาและทนทาน
อะลูมิเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง ซึ่งหมายความว่ามีน้ำหนักเบาและทนทาน แนวโน้มของอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมยานยนต์มุ่งเน้นไปที่การลดน้ำหนักของยานพาหนะ ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของอุตสาหกรรมเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดยิ่งขึ้น

ผลการวิจัยของ Drive Aluminum ยืนยันว่าการใช้อลูมิเนียมในรถยนต์ช่วยลดน้ำหนักของรถและเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดน้ำมันและระยะทางในรถยนต์ไฟฟ้า (EV) เนื่องจากความต้องการของผู้บริโภคและแรงจูงใจด้านสิ่งแวดล้อมทำให้มีการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เราจึงคาดหวังได้ว่าการใช้อลูมิเนียมในตัวถังรถจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อชดเชยน้ำหนักของแบตเตอรี่และลดการปล่อยมลพิษ
ความสามารถในการผสมโลหะผสม
อะลูมิเนียมสามารถผสมกับธาตุต่างๆ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ เช่น ความแข็งแกร่ง การนำไฟฟ้า และความทนทานต่อการกัดกร่อน ทำให้สามารถนำไปใช้ในการผลิตยานยนต์ได้มากขึ้น
อะลูมิเนียมจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มโลหะผสม ซึ่งจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบโลหะผสมหลัก โดยกลุ่มโลหะผสมอะลูมิเนียม 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx และ 7xxx ล้วนเป็นโลหะผสมที่นำมาใช้กับตัวรถยนต์ทั้งสิ้น
รายชื่อเกรดอลูมิเนียมในตัวถังรถยนต์
1100
อะลูมิเนียมซีรีส์ 1xxx ถือเป็นอะลูมิเนียมที่บริสุทธิ์ที่สุด แผ่นอะลูมิเนียม 1100 ที่มีความบริสุทธิ์ 99% มีความยืดหยุ่นสูง อีกทั้งยังทนทานต่อการกัดกร่อนได้เป็นอย่างดี ถือเป็นโลหะผสมชนิดแรกๆ ที่ใช้ในยานพาหนะและยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน โดยส่วนใหญ่จะใช้ในฉนวนกันความร้อน
2024
อะลูมิเนียมซีรีส์ 2xxx ผสมทองแดง โดย 2024 มักใช้ในการผลิตลูกสูบ ชิ้นส่วนเบรก โรเตอร์ กระบอกสูบ ล้อ และเฟือง เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อความเมื่อยล้าได้ดีเยี่ยม
3003, 3004, 3105
อะลูมิเนียมซีรีส์แมงกานีส 3xxx มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปได้ดี โดยมีแนวโน้มสูงที่จะเห็น 3003, 3004 และ 3105
3003 มีความแข็งแรงสูง ขึ้นรูปได้ดี ขึ้นรูปได้ และดึงได้ดี มักใช้ทำท่อ แผงผนัง และงานหล่อโลหะสำหรับรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า
3004 มีคุณลักษณะหลายอย่างที่คล้ายกับ 3003 และยังสามารถนำไปใช้เป็นแผงกระจังหน้าและหม้อน้ำได้อีกด้วย
3105 มีความทนทานต่อการกัดกร่อน ขึ้นรูปง่าย และเชื่อมได้ดี นิยมใช้ทำแผ่นตัวถังรถยนต์ บังโคลน ประตู และแผ่นพื้น
4032
อะลูมิเนียมซีรีส์ 4xxx ผสมโลหะผสมซิลิกอน โดย 4032 จะนำไปใช้ในลูกสูบ สโครลคอมเพรสเซอร์ และส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เนื่องจากมีความสามารถในการเชื่อมและทนต่อการสึกกร่อนได้ดีเยี่ยม
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
ซีรีส์ 5xxx เป็นซีรีส์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับตัวถังรถยนต์อลูมิเนียม โดยมีองค์ประกอบโลหะผสมหลักคือแมกนีเซียม ซึ่งทราบกันดีว่าช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง
5005 ปรากฏอยู่ที่แผงตัวถัง ถังเชื้อเพลิง แผ่นพวงมาลัย และท่อ
5052 ถือเป็นโลหะผสมที่ใช้งานได้ดีที่สุดชนิดหนึ่งและมักพบในชิ้นส่วนรถยนต์หลายประเภท คุณจะพบโลหะผสมนี้ในถังเชื้อเพลิง รถพ่วงบรรทุก แผ่นกันกระแทก แผงหน้าปัด โครงยึด เบรกดิสก์และดรัม และชิ้นส่วนรถยนต์อื่นๆ ที่ไม่สำคัญอีกมากมาย
5083 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบยานยนต์ที่ซับซ้อน เช่น ฐานเครื่องยนต์และแผงตัวถัง
5182 ถือเป็นเสาหลักด้านโครงสร้างสำหรับตัวถังรถ ตั้งแต่โครงยึดไปจนถึงประตู ฝากระโปรง และแผ่นปิดท้ายปีกหน้า
5251 สามารถมองเห็นได้ในแผงอัตโนมัติ
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
ซีรีส์อลูมิเนียม 6xxx ผสมแมกนีเซียมและซิลิกอน มีความสามารถในการอัดขึ้นรูปและหล่อที่ดีที่สุด และมีคุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิวที่เหมาะสมที่สุด
6016 และ 6022 มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เคลือบตัวถังรถยนต์ ประตู ฝากระโปรงหลัง หลังคา บังโคลน และแผ่นภายนอกที่ต้องการความทนทานต่อรอยบุบ
6061 มีคุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิวที่โดดเด่น ทนทานต่อการกัดกร่อน และมีความแข็งแรงสูง ปรากฏให้เห็นในส่วนประกอบขวาง เบรก เพลาใบพัดของล้อ ตัวถังรถบรรทุกและรถบัส ถุงลมนิรภัย และถังรับ
6082 มีความต้านทานแรงกระแทกได้ดีที่สุด จึงนำมาใช้เป็นโครงรับน้ำหนัก
6181 ทำหน้าที่เป็นแผงตัวถังภายนอก
7003, 7046
7xxx คือโลหะผสมที่มีพลังและความแข็งแกร่งสูงสุด ซึ่งประกอบไปด้วยสังกะสีและแมกนีเซียม
7003 เป็นโลหะผสมรีดขึ้นรูปที่ใช้สำหรับเชื่อมเป็นรูปร่างต่างๆ ในการผลิตคานรับแรงกระแทก ตัวเลื่อนเบาะนั่ง การเสริมแรงกันชน เฟรมและขอบล้อมอเตอร์ไซค์
7046 มีความสามารถในการอัดขึ้นรูปแบบกลวงและมีคุณสมบัติการเชื่อมที่ดี ปรากฏในการใช้งานที่คล้ายกับ 7003
อนาคตของอลูมิเนียมในรถยนต์
เรามีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าสิ่งที่ผู้ผลิตยานยนต์ได้หยิบยกมาในช่วงปลายทศวรรษปี 1800 นั้นยังคงเป็นจริงอยู่ในปัจจุบัน: อะลูมิเนียมเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับยานพาหนะ! ตั้งแต่มีการนำอะลูมิเนียมมาใช้เป็นครั้งแรก โลหะผสมและเทคนิคการผลิตที่ได้รับการปรับปรุงก็ทำให้มีการใช้อะลูมิเนียมในรถยนต์เพิ่มมากขึ้นเท่านั้น เมื่อรวมกับความกังวลทั่วโลกเกี่ยวกับความยั่งยืนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คาดว่าอะลูมิเนียมจะมีขอบเขตและผลกระทบที่ลึกซึ้งในอุตสาหกรรมยานยนต์
ผู้แต่ง : ซาร่า มอนติโจ
ที่มา:https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
(หากละเมิดกรุณาติดต่อเราเพื่อลบ)
เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum