RU2381864C2 - Connection method of dissimilar metallic materials - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention elates to foundry field. Method includes feeding of strip from low-alloy light gage steel into tank with melt of aluminium alloy. In strip there are implemented openings in rows with particular diametre and pitch. Strip with filled by melt openings is fed into ingot-forming equipment. On walls of ingot-forming equipment it is formed cast with specified profile of component. Received cast is extracted at blast cooling.

EFFECT: there is achieved hardening of join of dissimilar metallic materials.

2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к процессам непрерывного литья различных профилей для кузовных деталей автомобилей.The invention relates to the metallurgical industry, in particular to the processes of continuous casting of various profiles for car body parts.

Известны способы соединения однородных материалов, например, такие как способ заварки трещин в рамных конструкциях с последующей клепкой, при котором на определенном расстоянии от трещины засверливают отверстие, разделывают кромки под углом 45° на 2/3 толщины профиля и заваривают трещину, а для повышения прочности соединения на поврежденное место ставят накладку, приваривают или приклепывают к ремонтируемому брусу в нескольких местах и делают ровный шов. (С.И.Бисноватый и др. «Ремонт самоходных комбайнов СК-3, СК-4», изд. «Колос», г. Москва, 1969 г., стр.166, рис.115).Known methods for connecting homogeneous materials, for example, such as a method of welding cracks in frame structures with subsequent riveting, in which a hole is drilled at a certain distance from the crack, the edges are cut at an angle of 45 ° by 2/3 of the thickness of the profile and the crack is welded, and to increase the strength the joints put the pad on the damaged place, weld or rivet to the beam being repaired in several places and make an even seam. (S.I. Bisnovaty et al. “Repair of self-propelled combines SK-3, SK-4”, published by Kolos, Moscow, 1969, p. 166, Fig. 115).

Данный способ неприемлем для соединения при плавке разнородных металлических материалов, таких как алюминий и сталь.This method is unacceptable for joining when melting dissimilar metal materials such as aluminum and steel.

Ближайшим аналогом заявляемого способа является технология непрерывного литья отливок заданного профиля намораживанием на соответствующей установке (Э.ГЕРМАН, Непрерывное литье, М., Металлургиздат, 1961, с.338, рис.957), включающая подачу металлической ленты в емкость с расплавом, затем подачу ленты в кристаллизатор, формирование и извлечение отливки.The closest analogue of the proposed method is the technology of continuous casting of castings of a given profile by freezing in an appropriate installation (E. GERMAN, Continuous casting, M., Metallurgizdat, 1961, p.338, Fig. 957), which includes feeding a metal strip into a container with a melt, then feeding tapes into the mold, forming and removing castings.

Недостатком данного способа является то, что при данной технологии не предусмотрена операция подачи дополнительного материала в расплав при получении профиля из алюминиевого расплава.The disadvantage of this method is that with this technology does not provide for the operation of feeding additional material into the melt upon receipt of the profile from aluminum melt.

Задача изобретения заключается в обеспечении соединения переходного элемента из автолиста в профиле из алюминиевого сплава, то есть требуется создать способ соединения разнородных металлических материалов, при котором получают детали кузова со сниженным весом (облегченные) без снижения их запаса прочности.The objective of the invention is to ensure the connection of the transition element from the sheet in the profile of aluminum alloy, that is, you want to create a method of connecting dissimilar metal materials, in which receive body parts with reduced weight (lightweight) without reducing their margin of safety.

Способ получения деталей кузова легкового автомобиля из алюминиевого сплава путем непрерывного литья намораживанием, включающий подачу ленты из низколегированной тонколистовой стали, в которой предварительно выполняют отверстия рядами с определенными диаметром и шагом, в емкость с расплавом алюминиевого сплава, подачу ленты с заполненными расплавом отверстиями в кристаллизатор, формирование на стенках кристаллизатора отливки с заданным профилем детали и извлечение полученной отливки детали из кристаллизатора при интенсивном охлаждении.A method for producing automobile body parts from an aluminum alloy by continuous freeze casting, comprising supplying a strip of low alloy sheet steel, in which holes are preliminarily rows in rows with a certain diameter and pitch, into a container with molten aluminum alloy, feeding a strip with melt-filled holes into the mold, forming castings on the walls of the mold with a given part profile and extracting the resulting casting of the part from the mold with intensive cooling waiting.

Сущность изобретения характеризуется способом получения автомобильной детали «усилителя средней стойки» кузова легкового автомобиля, при котором в установку непрерывного литья намораживанием опускают ленту из низкоуглеродистой тонколистовой стали.The essence of the invention is characterized by a method for producing an automobile part of an “average strut amplifier” of a car body, in which a low-carbon steel sheet tape is lowered into the continuous casting unit by freezing.

Деталь «усилитель средней стойки» кузова легкового автомобиля показана в двух видах на фиг.1, 2 и состоит из алюминиевого профиля 1, стальной ленты 2 с литьевыми заклепками 3, полученными путем заполнения отверстий алюминиевым расплавом.The detail "middle rack amplifier" of the car body is shown in two forms in Figs. 1, 2 and consists of an aluminum profile 1, a steel strip 2 with cast rivets 3, obtained by filling the holes with aluminum melt.

Для возможности использования данного способа проведен прочностной расчет по брусу безопасности автомобиля LADA 2110, который показал, что самое слабое звено по прочности бруса безопасности - это сварные точки, для которых расчетное усилие отрыва при сдвиге составляет 4295 кг, но при испытаниях по стандарту безопасности США и Канады разрушения по данным точкам не наблюдалось. Приложенное усилие в 6000 кг к двери с брусом безопасности компенсируется жесткостью проема двери кузова и деформируется вовнутрь до 450 мм без разрушения сварных точек.To be able to use this method, a strength calculation was performed on the safety bar of the LADA 2110 automobile, which showed that the weakest link in the strength of the safety bar is welded points, for which the calculated shear pull-off force is 4295 kg, but when tested according to the US safety standard and Canada destruction at these points was not observed. The applied force of 6000 kg to the door with a safety beam is compensated by the stiffness of the body door opening and is deformed inward to 450 mm without breaking the weld points.

Прочность соединения достигается литьевой заклепкой. Определим усилие сдвига (среза) при диаметре литьевой заклепки в 8 мм с шагом 20 мм на кронштейне 100 мм с толщиной в 2 мм.The strength of the connection is achieved by injection rivet. Let us determine the shear (shear) force with a cast rivet diameter of 8 mm with a pitch of 20 mm on a bracket of 100 mm with a thickness of 2 mm.

P₅=2F_cp×τ_ср×f,P ₅ = 2F _cp × τ _cf × f,

гдеWhere

F_cp - начальная площадь поперечного среза, F_cp =8×2=16 мм,F _cp is the initial cross-sectional area, F _cp = 8 × 2 = 16 mm,

τ_ср - напряжение при сдвиге, оно составляет в среднем от 0,6 до 0,8 Ģ_в, для материала АМГ-10 Ģ_в=40 кг/мм², τ_ср=0,7×40=28 кг/мм², _cf. τ - shear stress, it is on average from 0.6 to 0.8 _in Ģ for AMG-material 10 _in Ģ = 40 kg / mm ^2, τ _cp = 0,7 × 40 = 28 kg / mm ² ,

f - число литьевых заклепок, для 5 заклепок усилие сдвига составляетf is the number of injection rivets; for 5 rivets, the shear force is

P₅=2×16×28×5=4480 кг.P ₅ = 2 × 16 × 28 × 5 = 4480 kg.

Из приведенного расчета видно, что литьевые заклепки удовлетворяют требованиям по усилию сдвига (4480 кг > 4295 кг ) в прочностной цепочке бруса безопасности.From the above calculation, it can be seen that injection rivets satisfy the requirements for shear force (4480 kg> 4295 kg) in the strength chain of the safety beam.

Технология данного соединения позволяет получать широкую номенклатуру кузовных деталей, в частности профильных усилителей крыши автомобиля, внутренних панелей дверей багажника, капота легковых автомобилей, со значительным снижением трудоемкости их получения и уменьшить до 60-70 кг вес кузова легкового автомобиля.The technology of this connection allows you to get a wide range of body parts, in particular profile reinforcers of the car roof, interior panels of the tailgate, hood of cars, with a significant reduction in the complexity of their production and reduce to 60-70 kg the weight of the car body.

Claims (1)

Способ получения деталей кузова легкового автомобиля из алюминиевого сплава путем непрерывного литья намораживанием, включающий подачу ленты из низколегированной тонколистовой стали, в которой выполняют отверстия рядами с определенным диаметром и шагом, в емкость с расплавом алюминиевого сплава, подачу ленты с заполненными расплавом отверстиями в кристаллизатор, формирование на стенках кристаллизатора отливки с заданным профилем детали и извлечение полученной отливки детали из кристаллизатора при интенсивном охлаждении. A method of producing automobile body parts from an aluminum alloy by continuous freeze casting, comprising feeding a tape of low alloy steel sheet, in which holes are made in rows with a certain diameter and pitch, into a container with molten aluminum alloy, feeding a tape with holes filled into the mold by the melt, forming on the walls of the mold of the casting with a given profile of the part and extracting the obtained casting of the part from the mold with intensive cooling.

Images