Из какого металла делают машины

Обновлено: 17.05.2024

Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией, в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих. Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать. Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации, мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова.

Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей, компонентов и деталей, которые затем необходимо очень точно, а также грамотно соединить в единую конструкцию, которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный, при этом безопасный, легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы, а также новые технологии с материалами.

1 . Изготовление кузова автомобиля из стали : п реимущества и недостатки Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали, алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна. Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает низкоуглеродистая листовая сталь с примерной толщиной в 0,7-2 миллиметра. Благодаря использованию тонкого листа стали, автопроизводителям удалось уменьшить общую массу транспортного средства и при этом увеличить жесткость кузова.

Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали, а также его способностью к глубокой вытяжке, то есть можно изготавливать детали сложных форм. Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения. Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью, поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии.

В процессе создания кузовов из стали, задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности. Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали, его сочетание с другими сплавами и компонентами, чтобы материал был хорошо штампуем. Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь. Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали, которые позволяют упростить производство, а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.

Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса. Первоначально происходит изготовление, а затем прокатка стальных листов, которые обладают разной толщиной. После этого листы подвергают штамповке для создания определенных деталей машино-комплекта. На заключительной стадии готовые отштампованные детали свариваются специальным методом и собираются в единый несущий узел, он же кузов. Справочно заметим, что почти вся сварка на автозаводах производится специальными высокоточными роботами.

Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов:

— низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем;
— четко отработанная технология изготовления и утилизации материала;
— оптимальная ремонтопригодность готового кузова.

Отрицательные стороны стали при производстве автомобильных кузовов:

— высокая масса материала и готового кузова;
— в обязательном порядке рекомендуется антикоррозионная обработка для защиты от коррозии и ржавчины;
— потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;
— не высокий срок службы готового кузова.

Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали, то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей, а также процесса штамповки, данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в структуре кузова постоянно увеличивается. Сегодня большинство автопроизводителей применяют сверхвысокопрочные сплавы стали нового поколения.

К таким видам материала относят такую марку стали, как TWIP, которая содержит большое количество марганца в своем составе, доля вещества может доходить до 25 процентов. Сталь такого типа обладает высокой пластичностью, устойчивостью к частым деформациям, благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению. Удлинение «ТВИП-стали» может происходит на 50-70 процентов, а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль. Для сравнения, прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль, а высокопрочной до 600 МегаПаскаль.

2 . Изготовление кузова автомобиля из алюминия : п реимущества и недостатки Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов, то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова, реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов, крыльев, дверей, крышки багажника, а также прочих элементов и деталей.

Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали. В связи с чем толщину деталей из этого материала производители увеличивают, поэтому значительного снижения массы готового кузова получить почти невозможно. Кроме того, такой параметр, как шумоизоляция у алюминиевых деталей также хуже, чем у элементов из стали, к тому же при производстве требуются более сложные процедуры, чтобы достичь оптимального акустического эффекта и добиться положительных характеристик кузова по этому показателю.

Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов, то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали. На первой стадии, детали из листа алюминия подвергают штамповке, а затем собираются в единый цельный узел. При сварке применяется аргон, детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея. На завершающей стадии, основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке, а затем к стальному каркасу, изготовленному из труб разного сечения, прикрепляются кузовные панели и машинокомплекты.

Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов:

— высокая сложность ремонта деталей;
— при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей;
— необходимость наличия специального высокоточного оборудования;
— намного дороже стали, в связи с высокими энергозатратами.

Алюминий обладает средней пластичностью и устойчивостью к разного рода деформациям. Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению, в связи с тонкой номинальной толщиной. Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль. Для сравнения, прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль, а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль.

3 . Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы : преимущества и недостатки Что касается производства кузова из стеклопластика, то имеется в виду такой материал, как волокнистый наполнитель, который специально пропитывается полимерными смолами. Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова. Самыми известными наполнителями, он же стеклопластик являются стеклоткань, кевлар и карбон.

Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс, которые применяются в автомобилестроении, приходятся на 5 основных видов материалов, такие как полиуретаны, поливинилхлориды, ABS-пластик, полипропилены и стеклопластики. Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены, полиакрилаты, полиамиды, поликарбонаты и прочие материалы.

Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов, что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений, накладки противоударного типа и прочие компоненты. Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова, как капоты, крылья, двери и крышки багажников.

Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов:

— имея высокую прочность, деталь имеет небольшой вес;

— внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами;

— простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму;

— высокие требования к точности форм, разметке и готовой детали;

— производство деталей осуществляется продолжительное время;

Из чего делают кузова автомобилей ⁠ ⁠

К кузову современной машины предъявляется множество требований. Он должен быть красивым, универсальным, прочным, эргономичным, недорогим, безопасным… Чтобы выполнить все эти подчас противоречивые условия, автопроизводителям помимо всего прочего приходится принимать во внимание особенности различных материалов.

Сейчас кузова автомобилей в основном делают из стали. В зависимости от химического состава она может значительно менять свои свойства. Даже обычная листовая сталь достаточно прочна и при этом весьма пластична. Что и требуется для изготовления внешних штампованных панелей кузова, которые у современных машин подчас весьма сложной формы.

Нередко в несущих конструкциях автомобилей применяется высокопрочная сталь. Как правило, из нее выполняют наиболее, скажем так, ответственные части корпуса, которые принимают на себя нагрузки от двигателя, трансмиссии, ходовой части, а также энергию удара в случае аварии. Высокопрочные стали позволяют без ущерба для надежности сделать эти детали тоньше и легче. Неудивительно, что у некоторых моделей (в частности, у последнего поколения «Мазда 6») на такую сталь приходится до 50% всей массы кузова.

Технология производства стальных кузовов проста и давно отлажена. К тому же их части легко соединяются, например, различными способами сварки. К тому же сталь стоит дешевле других материалов. Поэтому сделанный из нее кузов получается недорогим в изготовлении, да и в эксплуатации тоже. Ведь в случае повреждения стальные детали легко ремонтируются. Наконец, когда автомобиль отслужит свое, такой кузов нетрудно утилизировать. Однако есть у стали и недостатки – она достаточно тяжелая и неважно сопротивляется ржавчине. Поэтому автопроизводители экспериментируют с альтернативными кузовными материалами.

Алюминиевый кузов

«Крылатый» металл находит все большее применение в изготовлении кузовов (обычно в виде сплава с примесями других элементов). Алюминий существенно легче стали. Полностью сделанный из него кузов весит в среднем в два раза меньше стандартного стального, отнюдь не уступая ему в жесткости и прочности. Помимо этого, алюминий намного долговечнее — ржавчина ему фактически не страшна.

Однако данный материал стоит дороже и для сварки деталей из него нужно спецоборудование. Фактически для изготовления алюминиевых кузовов надо менять всю технологию их сборки, а для обслуживания и ремонта — модернизировать сервисные станции. Вдобавок алюминий сильнее пропускает шум и вибрацию, поэтому звукоизоляцию салона автомобиля приходится дополнительно усиливать. Из-за всего этого цена автомобиля значительно увеличивается. Поэтому производить автомобили с полностью алюминиевым кузовом могут позволить себе лишь немногие производители престижных моделей (характерный пример — представительский седан «А8» от компании «Audi»).

Однако многие фирмы нашли золотую середину: они делают машины, у которых из «крылатого» металла изготовлены лишь отдельные элементы кузова, к примеру, капот или крылья. Эти детали производят отдельно и монтируют на стальной каркас. Порой к нему присоединяют крупные части вроде целого передка, целиком выполненного из алюминия (в частности, так поступили создатели BMW 5-й серии Е60). Правда, при этом приходится обрабатыватъ панели специальным составом, который предотвращает коррозию на стыке алюминиевых и стальных деталей.

Пластиковый кузов

Во второй половине ХХ века этот материал считался очень перспективным. Детали из него получались даже легче алюминиевых, что сулило значительное снижение массы кузова. Кроме того, пластику легко придать любую, самую вычурную форму, и вдобавок он не требует лакокрасочного покрытия, поскольку при помощи специальных добавок в его состав можно получить материал практически тобою колера. Наконец, пластик вообще не подвержен коррозии, а значит, очень долговечен. Да и технология производства таких кузовов довольно проста.

Однако данные плюсы перечеркиваются несколькими минусами. На свойства пластика сильно воздействует температура воздуха -некоторые его виды при минусовой температуре становятся очень хрупкими, а в жару чрезмерно мягкими. Производство пластмасс неэкологично, а их переработка требует специальной технологии и оборудования.Также, данный материал не подходит для изготовления деталей, которые должны выдерживать высокие нагрузки. А в случае повреждения пластиковые панели, как правило, нужно менять – их ремонт дорог, а иногда вообще невозможен. Со временем технологам удалось решить некоторые из этих проблем, но лишь отчасти. Поэтому сейчас из пластика делают, главным образом, лишь навесные элементы кузова – бамперы, молдинги, реже – крылья.

Кузов из композитных материалов

Такие материалы имеют в своем составе два или более компонента, соединенных в одно целое. Например, многие композиты получают спеканием отдельных частиц, склеиванием слоев разных материалов или армированием одного элемента волокнами другого. В результате получившийся «гибрид» сочетает в себе наилучшие свойства входящих в него материалов. Характерный пример –стеклопластик. В нем роль «скелета» выполняет стекловолокно, в то время как эпоксидная смола придает детали необходимую форму.Изделия из композитов весьма долговечны, привлекательны внешне (частенько их даже не окрашивают), к тому же из них можно изготавливать крупные неразъемные модули.

Однако, несмотря на невысокую стоимость стеклопластика, в современных автомобилях чаще используется еще более легкое, жесткое и прочное углеволокно. К примеру, основа многих суперкаров – это композитный монокок, воспринимающий все нагрузки. То есть кузов таких машин состоит, по сути, из одной главной детали, к которой крепятся все остальные элементы. Правда, углеволокно обходится достаточно дорого, и кузова из него очень трудоемки в производстве (часто они требуют ручного труда). Кроме того, поврежденные композитные детали иногда не подлежат восстановлению. Поэтому на «гражданских» моделях подобные кузова практически не применяются. Их можно встретить преимущественно на суперкарах вроде знаменитого «Ferrari Enzo», создатели которых борются с каждым лишним граммом веса машины и вдобавок должны обеспечить безопасность пилота в случае аварии на высоких скоростях.

В других моделях из углеволокна выполняются отдельные наиболее значимые панели кузова. Например, у «ВМW МЗ» из этого материала сделана крыша. С одной стороны, композит придает ей необходимую прочность и жесткость, а с другой – значительно облегчает кузов и понижает центр тяжести машины.

Оригинальный подход к созданию кузова также демонстрируют американские конструкторы. К примеру, «скелет» известного суперкара «Corvette» уже белое 50 лет состоит из металлической пространственной рамы с закрепленными на ней панелями из композитных материалов.

Какие материалы используются в производстве кузовов автомобилей?

Материалы для кузовов автомобилей разнообразны, эти материалы используют с целью получения преимуществ, качеств или особенностей, которые может предложить каждый из них. Поэтому часто встречаются компоненты, структуры или кузова автомобиля, в которых сочетаются элементы различного характера.

Как правило, основными причинами, которые обусловливают существование различных материалов при изготовлении кузова — это цели добиться уменьшения веса и увеличения прочности и безопасности сбора за счет применения более легких, но прочных материалов.

Основные материалы для кузовов автомобилей

Материалы, которые в основном используются в производстве кузовов, на протяжении последних лет — следующие:

Сплавы железа: стали и легированных сталей
Алюминиевые сплавы
Сплавы магния
Пластмассы и их сплавы, армированные или не армированные
Смолы термореактивные со стекловолокном или углеродом
Стекла

Из этих пяти материалов для кузовов автомобилей, сталь является наиболее широко используемой, следом идет пластик, алюминия и стекловолокно, которое, в настоящее время используется менее часто на автомобилях класса SUV. Кроме того, для некоторых транспортных средств высокого класса, начинают интегрировать компоненты магния и углеродного волокна.

В отношении роли каждого материала стоит отметить, что сталь присутствует в большинстве автомобилей, особенно в классах средних и низких. Также на автомобилях среднего сегмента, часто можно найти некоторые алюминиевые детали, как капот и пр. И наоборот, когда речь идет об автомобилях премиум-класса, алюминиевые детали получают преимущество. Присутствуют на рынке автомобили с кузовами, почти полностью изготовленными из алюминия, такие, как Audi TT, Audi Q7 или Range Rover Evoque.

Также следует отметить, что колесные диски могут быть стальными коваными, украшенными колпаками из пластика или сплава алюминия или магния.

С другой стороны, пластмасса присутствует в очень значимой степени в современных автомобилях (до 50% деталей, в некоторых машинах — пластиковые), особенно это касается интерьера автомобиля. Что касается материалов для кузова автомобиля — пластик можно найти в переднем и заднем бампере, обвесах, кузове и корпуса зеркал заднего вида, а также молдинги и некоторые другие декоративные элементы. Существуют модели Renault Clio, которые и имеют передние крылья из пластика или другой пример, менее распространенный, например, Citroen C4 Купе, у которого крепится на задней двери, синтетический материал.

Следом за пластмассами идут стеклоткани, как правило, используется для армирования пластика, образуя композитный материал для структурных компонентов, таких как передние и задние бамперы. Кроме того, также используются смолы на термостабильной основе полиэфирной или эпоксидной смолы, таке образуя композиты. Они используются, в основном, в аксессуарах для тюнинга, хотя в некоторых моделях Renault Space кузов весь сделан из этого материала. Также они могут быть использованы в некоторых узлах автомобиля, таких как передние крылья (Citroen C8 2004 года), или задние (Citroen Xantia).

Технические характеристики и классификация основных материалов, используемых в производстве кузовов

Поскольку различные материалы для кузовов автомобилей могут быть повреждены и потребуют ремонта в мастерской — необходимо знать их особенности для приведения процессов ремонта, сборки и соединения, в каждой конкретной ситуации.

Сплавы железа

Железо, как таковое — это мягкий металл, тяжелый и очень чувствительны к воздействию ржавчины и коррозии. Несмотря на это, материал легко сформировать, ковать и сваривать, таке он является экономичным. Железо, используемое в качестве материала для кузовов автомобилей легируемая небольшим процентом углерода (от 0,1% до 0,3%). Эти сплавы известны, как стали с низким содержанием углерода . Кроме того, также добавляется кремний, марганец и фосфор, чтобы улучшить механически свойства, прямо или косвенно. В других случаях добавки носят более конкретные цели, на твердость стали влияют сплавы с определенным процентов таких металлов, как ниобий, титан, или бор, также применяются специальные методы обработки для улучшения характеристик, такие как закалка или отпуск для получения сталей, более прочных или с заданным поведением при столкновении.

С другой стороны, понижение чувствительности к окислению или косметические улучшения достигается путем добавления небольшого процента алюминия, а также оцинковка и гальванизация или алюминирование.

Поэтому, согласно компонентам, включенным в состав сплава, стали классифицируются и субклассифицируются следующим образом:

Сталей, обычные или штампованные.
Высокопрочные стали.
Стали очень высокой прочности.
Стали ультра-высокая прочность: высокая прочность и пластичность (Fortiform), с бором и пр.

Чтобы точно определить, что элемент автомобиля сделан из стали, достаточно провести тест магнитом, в то время как конкретный тип сплава можно узнать, обратившись к технической документации производителя.

Алюминиевые сплавы

Алюминий — это мягкий металл, у которого прочность на несколько уровней ниже, чем у большинства сталей, и, кроме того, это более дорогой и сложный материал для ремонта и пайки. Тем не менее, он уменьшает вес по сравнению со сталью до 35% и не подвержен окислению, который подвержены сплавы стали.

Алюминий используется в качестве материала для кузовов автомобилей, а таке его сплавы с металлами, такими как магний, цинк, кремний или медь, а также могут содержать другие металлы, такие как железо, марганец, цирконий, хром или титан, чтобы повысить их механические свойства. При необходимости, для улучшения поведения этого металла при сварке, также в него добавляют скандий.

Сплавы алюминии классифицируются в зависимости от серии, к которой они принадлежат, таким образом, что все наиболее используемые сплавы в автомобилестроении, являются частью серий 5000, 6000 и 7000.

Другой способ классификации этих сплавов — это возможность закалки. Это возможно для серий сплавов 6000 и 7000 являются, в то время как для серии 5000 — нет.

Синтетические материалы

Использование пластика выросло благодаря его малому весу, большим дизайнерским возможностям, которые он предоставляет, их устойчивости к окислению и низкой стоимости. Напротив, его основные проблемы заключаются в том, что он ухудшает характеристики с течением времени, а таке есть сложности с покрытием, которое требует нескольких скрупулёзных процессов подготовки, поддержки и восстановления.

Полимеры, используемые в автомобильной промышленности, группируются следующим образом:

Термопластов, например, Поликарбонат (ПК), Полипропилен (PP), Полиамид (ПА), Полиэтилен (PE), Акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS) или комбинации.
Термореактивные, как Смолы, Эпоксидные смолы (EP), пластмассы усиленные стекловолокном (GRP), как PPGF30, или полиэфирные смолы, не насыщенные (UP).
Эластомеры.

Тип пластмассы может быть идентифицирован через её код маркировки, технической документацией или проведением определенных испытаний.

Стекла

Согласно позиции, которые они занимают стекла автомобиля делятся на:

Задние стекла
Лобовые стекла
Боковые стекла
Защитные стекла

Что касается вида стекла различаются:

Стекла ламинированные. Состоят из двух стекол, склеенных пластичная Polivinil Butiral (PVB), которая остается зажатым между ними. Использование пленки исключает риск разрушения стекла, позволяет тонирование или затемнение, способствует адгезии.
Стекла закаленные. Это стекла, к которым применяется закалка, во время процесса производства, в сочетании с сильным сжатием. Это значительно увеличивает точку разрыва, хотя после преодоления этого предела, стекло разбивается на множество осколков.

Идентификация типа стекла, а также другая информация о нем, находится на шелкографии / маркировке на самом стекле. Наконец, следует отметить, что лобовые стекла являются элементом безопасности, который непосредственно влияет на обзор водителя, поэтому важно поддерживать их в хорошем состоянии, ремонтировать или заменить при необходимости, используя методы демонтажа, монтажа и склеивания стекол, сертифицированные производителями.

Заключение

Использование различных материалов для кузовов автомобилей удовлетворяет потребность производителей адаптироваться к определенным функциям каждой детали автомобиля. С другой стороны, строгие нормативные требования по защите окружаюей среды, обязывают снизить вес транспортного средства, поэтому растет и количество новых металлических сплавов и синтетических материалов, которые применяются в автомобилестроении.

Главная » Статьи » Советы автомобилистам » Какие материалы используются в производстве кузовов автомобилей?

Из чего делают кузова автомобилей

Расскажем из чего делают кузова автомобилей и какие технологии появились. Недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении машины.

Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо идти на компромиссы, искать новые технологии, материалы.

Сталь

Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,65. 2 мм. Благодаря применению последней удалось снизить общую массу машины и повысить жесткость кузова. Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой.

Недостатками стали являются высокая плотность и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных действий по защите от коррозии. Конструкторам нужно, чтобы сталь была прочной и обеспечивала высокий уровень пассивной безопасности, а технологам хорошая штампуемость. И главная задача металлургов - угодить тем и другим. Поэтому разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и получить заданные свойства кузова.

Изготавливается кузов в несколько этапов. Из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После детали свариваются в крупные узлы, и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы.

Преимущества

низкая стоимость;
высокая ремонтопригодность кузова;
отработанная технология производства и утилизации.

Недостатки

самая большая масса;
требуется антикоррозийная защита от коррозии;
потребность в большом количестве штампов;
ограниченный срок службы.

Что в будущем

Совершенствование технологий производства и штамповки, увеличение в структуре кузова доли высокопрочных сталей. И применение сверхвысокопрочных сплавов нового поколения. К ним можно отнести TWIP-сталь с высоким содержанием марганца (до 20%). Данная сталь обладает особым механизмом пластической деформации, поэтому относительное удлинение может достигать 70%, а предел прочности - 1300 МПа.

Алюминий

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.

Плюсы

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.

Минусы

низкая ремонтопригодность;
необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей;
необходимость специального оборудования;
значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.

Что такое алюсил

Это сплав алюминия с большой долей кремния (около 12%). В автомобильной промышленности из данного материала производят блоки цилиндров, которые проще и дешевле, чем с залитыми чугунными гильзами. Рабочая поверхность цилиндра из алюсила обеспечивает меньший коэффициент трения с поршнем и кольцами, что снижает расход топлива. Но чувствителен к перегреву и детонации, т.к. рабочий слой очень тонкий и легко повреждается при высокой температуре и ударных нагрузках.

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 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.

Достоинства

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.

Автомобильная промышленность не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет быстрый и безопасный автомобиль. Поэтому в производстве авто используются новые, отвечающие современным требованиям материалы.

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.

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

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.

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?

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

Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей

– капот, двери, крышка багажника.

Достоинства алюминия:

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

— 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.

Читайте также: