자동차 가공이 금속 가공 산업에 미치는 영향

자동차 산업의 발전은 모든 측면에서 압력을 받고 있습니다. 지난 10 년 동안, 차량의 무게를 줄이기 위해 차량은 더 얇고 강한 재료를 사용하므로 자동차가 가벼울수록 연료 소비는 줄어들지 만 가격은 새로운 고급 합금 자체와 같은 이러한 재료가 더 비싸고 가격이 높아야합니다. 더 높은 작동 온도로 제조 될 수 있으며, 이러한 금속 및 합금은 강철보다 높은 온도에서 산화되기 쉽습니다. 일부 회사는 다양한 전략을 사용하여 기존 기술과 새로운 기술, 프로세스 및 재료를 결합합니다. 휴턴 인터내셔널의 자동차 산업 관리자 인 데이비드 부다이 (David Budai)는“조정이 어렵다”고 말했다. Budai의 주요 업무는 생산 장비 제조업체가 2022 년 또는 2023 년에 개발 중이거나 출시 될 것으로 예상되는 차량의 생산을 지원하는 것입니다. (alloy machining)

부다 이는 미국 회사의 평균 연비를 달성하기 위해 (휘발유 갤런 당 마일로 측정 된 CAFE라고 함) 미국 장비 제조업체는 차량 무게를 줄이기위한 다양한 전략을 채택했다고 밝혔다. 일부 제조업체는 더 가벼운 엔진을 만드는 반면 일부 제조업체는 차체 패널과 같은 더 가벼운 구조 부품을 만들어 CAFE를 개선합니다.

장비 제조업체는 연성이 있고 내마모성이있는 재료를 찾고 있습니다. 부다 이는“일부 엔진 부품에서 파워 트레인 밸브, 캠 샤프트, 핀, 크랭크 샤프트, 배기 및 흡기 밸브와 같은 티타늄이 더 많은 알루미늄 합금에 포함되어 있음을 발견했습니다. 그의 동료 Zhao Yixing 박사는 선임 과학자이자 혁신 팀장이며 새로운 알루미늄 합금은 인성이 높고 단단하다고 덧붙였다. Zhao 박사는 실제로 항공 우주 산업은 광범위한 티타늄을 적용했으며 항공 산업을위한 윤활유 제조업체가 이전에 개발 한 제품이 점점 다른 산업에 적용되고 있다고 말했다.

처리 매체 개발

재료와 합금이 변함에 따라 공정이 변해야합니다. Formulator는 가동 중지 시간을 줄이고 생산성을 높이기 위해 수명이 긴 처리 매체를 찾고 있습니다. 고객은 처리 속도가 더 빨라지 길 원하지만 사용을 줄이기 위해 탱크가 더 작을 것으로 예상됩니다. 누구나 거품이 적고 가공물을 부식시키지 않는 가공 유체를 만들고 싶어하며, 경수에서 안정적이며 첨가제는 박테리아의 성장을 효과적으로 억제 할 수 있습니다 (물론 항균제는 규정을 준수 할 수 있습니다). 뿐만 아니라 금속 가공 유체 제조업체는 가공 유체로 누출되는 모든 기타 오일과 호환되는 가공 매체를 개발하고 있습니다.

수성 처리 매체는 주로 북미 및 아시아 회사에서 사용하지만 유럽 회사도 광유 사용에서 수계 처리 매체 사용으로 전환하고 있습니다. Zhao 박사는 수성 처리 매체가 더 복잡하고 모든 구성 요소의 균형을 맞춰야한다고 말했습니다. 고강도 재료를 처리 할 때 더 많은 열이 발생하며 수성 처리 매체는 미네랄 오일보다 더 우수한 냉각수입니다. 새로운 기술의 수용성 처리 매체는 더 나은 세정 특성 (먼지 입자의 축적 방지 및 금속 표면에 부착 방지)과 강한 분산 및 습윤 특성을 가지며,이 모두는 경금속을 처리하는 데 필요합니다.

고온 고압

연질 금속의 고속 가공에 적합한 가공 유체는 마찰로 인한 과열을 방지하기 위해 우수한 냉각 및 윤활 특성을 가져야합니다. 온도가 너무 높으면 연성 금속이 부풀어 올라 강도가 떨어집니다. 그러나, 많은 새로운 고강도 합금은 더 높은 온도로 가열 되어야만합니다.

맥콜은 항공 우주 산업에서만 사용되었던 알루미늄 합금을 이제 자동차 산업에서 이용할 수 있다고 말했다. 합금 6000 및 7000은 일반적으로 260-400 ° C (500-750 ° F)의 고온에서 형성됩니다. 이는 성형에 사용되는 윤활유 유형의 범위를 좁 힙니다. McCall은 자동차 산업은 고온 및 고압 조건에서 윤활유를 사용해야하며 윤활유는 접착제, 클리너, 프라이머 및 용접물과 호환되어야한다고 말했다.

알루미늄 산화

철 금속은 중성 내지 산성 환경에서 부식되기 쉽지만 표면 산화층이 높은 pH에서 안정적이기 때문에 강알칼리 환경에서는 발생하지 않습니다. 알루미늄은 쉽게 보호 산화물 층을 형성하지만, 산화물은 중성점의 어느 한 쪽에서 비교적 좁은 pH 영역에서 안정적이다. 일반적으로, 금속 가공 매체는 고가의 강철 공구를 보호하기 위해 pH를 9 이상으로 유지합니다. 그러나,이 높은 pH에서, 알루미늄 부분은 부식 및 변색 될 수 있고, 고 알칼리성 액체는 보호 산화 알루미늄 층을 빠르게 용해시킬 수 있으므로, 금속 처리 매체는 부식 억제제를 첨가 할 필요가있다.

가공 또는 연삭은 공작물 표면의 산화막을 제거하고 새로운 금속 표면을 생성합니다.이 과정에서 가공 매체는 새로운 금속 표면이 공구 또는 칩과 직접 접촉하지 않도록하여 가장자리를 형성합니다.

약간의 부식으로 인해 알루미늄 부품이 노란색 또는 금색으로 변색 될 수 있습니다. 올바른 금속 처리 매체를 사용하더라도 작업 유체를 오랫동안 사용하고 부식 방지 첨가제가 거의 소진 된 경우에만 발생합니다. 언제 발생합니다. 철 금속에만 적합한 가공 재료를 사용하여 알루미늄 부품을 가공하는 경우, 부식이 심해지고 회색 또는 검은 색이 변색되는 경향이 있습니다. 올바른 금속 가공 유체를 사용해도 일부 첨가제 (예 : 트리 아진 살균제)가 풀 측에 첨가되고 처리 매체의 pH가 너무 높으면 처리 중에 알루미늄이 부식 될 수 있습니다.

적응 문제

일부 처리 매체 배합물은 다양한 용도로 보급되며 광범위한 금속 처리 응용 분야에 적합합니다. McAllen은“이것은 균형을 추구하는 것입니다. 하나의 금속 또는 하나의 레시피에 대해 최적화 할 수 있지만 "사용자는 공장에서 너무 많은 다른 처리 매체를 저장하려고하지 않습니다." 따라서 이는 재고 단순화와 성능 최적화 사이의 절충입니다. "이 프로세스가 중요한 경우 특정 유형의 작업에 특정 처리 매체 만 사용할 수 있습니다"라고 McGall은 말합니다.

가공 매체는 공작물과 호환 될 수 있어야하며 (고강도 아연 도금 코팅을 포함한 다양한 표면 처리가 가능함) 접촉해야하는 다양한 공구 재료 및 금형 코팅과도 호환됩니다.

환경 적 요인

경금속 개발의 주요 요인은 환경 보호에 도움이되는 차량 연료에 대한 경제적 수요의 개선입니다. 환경 요소는 또한 처리 매체의 제형에 영향을 미친다. 이제 "대형 윤활"을 대체하는 "최소 윤활"(MQL) 경향이 있습니다. 이 방법은 일반적으로 제조 장비 및 처리 매체를 변경해야합니다.

건식 가공은 많은 작업에서 성공한 것으로 입증되었지만 잔류 응력, 치수 오차 및 표면 조도를 줄여 공구 마모를 줄이고 높은 공차를 생성하기 위해 냉각 및 윤활이 필요한 작업에는 여전히 금속 가공 매체가 필요합니다. 품질 부품. 처리 매체를 사용하면 과도한 열을 발생시키지 않고 기계가 더 빠른 속도로 작동 할 수 있습니다.

환경 요인도 첨가제 사용에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 황, 염소 및 인 첨가제를 포함한 종래의 EP 첨가제는 강철과 반응 할 수 있지만 반드시 비철금속, 아연도 금강 및 공구 코팅과 반응 할 필요는 없습니다. 염소 함유 처리 유체는 더 이상 장비 제조업체에서 사용되지 않지만 일부 스테인레스 스틸 처리와 같은 일부 중부 처리에서는 염소 함유 처리 매체를 교체하기가 어렵습니다.

Slinkman은 규제 요건이 지역마다 다르다고 말했다. 제품이 표준을 충족하는지 확인하기 위해 제품 라인을 포괄적으로 검토해야합니다. 규제 변경 사항을 준수하고 공식을 다시 조정하는 작업 부하를 줄이려면 제품 개발시 다양한 영역에서 사용할 수있는 원료를 찾아야합니다.

Camodi는 많은 Houghton의 고객들이 세계 대부분 또는 모든 지역에서 이러한 제품을 사용하기를 원하지만 때로는 수질의 다양한 차이에 적응하기 위해 특별한 지역 공식을 만들어야 할 필요가 있다고 지적했습니다.

미래를보고

McClure는 경쟁과 규제가 함께 금속 가공 매체의 개혁을 촉진한다고 말했다. 가공 매체 배합의 변화는 부품 제조업체의 새로운 요구 사항뿐만 아니라 화학 회사의 R & D 연구소의 새로운 제품에 의해 이루어집니다.

향후 5 년 동안 개인용 자동차 및 경 상용차에 대한 전세계 수요는 5.5 % 증가 할 것으로 예상됩니다. 경량 알루미늄 및 티타늄 합금과 같은 신소재는 무게를 줄이고 연료 효율을 향상 시키려고 노력하기 때문에 중소형 연료 전지에 대한 수요가 동시에 증가 할 것입니다. 기술 발전과 동시에, 금속 처리 매체의 성능을 개선하고, 공구 수명을 연장하며, 처리 품질을 보장한다는 전제 하에서 포괄적 인 사용 비용을 줄여야합니다.

V6 엔진을 V6 및 I4 엔진에 소형화하고 터보 차지를 추가함에 따라 자동차의 체중 감량 추세는 계속됩니다. 소형 터보 차저 가솔린 엔진은 더 많은 열을 발생시켜 후드 아래의 온도를 높입니다. 몇 년 전, 일부 제조업체는 강철 엔진 부품 대신 열가소성 수지를 사용했지만 이제는 일부 일반적인 열가소성 수지가 이러한 고열 분산 소형 엔진에서 발생하는 고열을 항상 경제적으로 처리 할 수는 없습니다. 따라서 알루미늄과 마그네슘은보다 비용 효율적인 대안으로 간주됩니다.

새 재료와 공정을 효율적이고 신뢰할 수있는 차량에 통합하는 것은 업계의 복잡한 과제입니다. 그러나 자동차 산업의 금속 가공 매체의 R & D 전문가는이를 위해 잘 준비되어 있습니다.

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