鋁合金-汽車輕量化技術(shù)概述(編輯修改稿)
2025-03-25 14:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的壁厚比相同尺寸的鋼要增加一倍。 ASF全鋁車身的各部件通過沖壓鉚接、自攻螺釘和粘結(jié)等方式連接，組裝自動(dòng)化水平已達(dá) 80% ? 日本：日本的 NSX超級(jí)跑車 NSX于 1991款車型正式發(fā)售，首批量產(chǎn)車型配置全鋁底盤和車身，在保持和鋼制車身同等強(qiáng)度下，自重卻減輕了 200kg。 ? 國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀： 我國已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)大國， 2023年我國汽車總產(chǎn)量將超過 1800萬輛。因此汽車車身用鋁的研究和開發(fā)必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國內(nèi)單車的鋁合金用量在 6％左右，與國外還有一定的差距，基本以鑄造鋁合金為主。由于成本、零部件資源等因素的限制，變形鋁合金（鍛造鋁合金和鋁合金板材）的應(yīng)用受到一定的制約。 ? 國內(nèi)汽車用鋁材發(fā)展的也不平衡，鋁輪轂發(fā)展過熱，汽車車身板材基本屬于空白。我國汽車車身用鋁還處于研制、引進(jìn)、吸收、消化的階段。 ? 因此我國的汽車工業(yè)必須瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平 ,對(duì)汽車用鋁合金的性能和生產(chǎn)工藝進(jìn)行更深入的研究開發(fā)。隨著合金加工技術(shù)和新型合金的不斷開發(fā) ,變形鋁合金應(yīng)用一定會(huì)越來越多，技術(shù)也更加成熟。 車身重量僅有 450kg，最高車速可達(dá) 85公里 /小時(shí)；一次充電 4小時(shí)可行駛 150公里，而耗電卻只有 6度。這輛由蘇州市奧杰汽車技術(shù)有限公司自主研發(fā)的全新電動(dòng)汽車亮相 2023年第六屆北京國際電動(dòng)汽車展覽會(huì)。由于是國內(nèi)首款采用鋁制骨架車身的電動(dòng)汽車，該車一經(jīng)發(fā)布立即受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。 四、鋁合金汽車板工藝 ? 鋁合金汽車板的性能要求 ? 良好的力學(xué)性能與成形性 ? 一定的抗時(shí)效穩(wěn)定性 ? 良好的烘烤硬化性 ? 高的抗凹痕性 ? 良好的翻邊延性 ? 較好的表面光鮮性 ? 良好的表面處理及涂裝性能 ? 常用鋁合金汽車車身板的種類 ? ２ ???系合金是可熱處理強(qiáng)化合金，具有良好的成形性和較高的強(qiáng)度，但抗蝕性差，烘烤硬化能力低，主要用于汽車內(nèi)板； ? 5???系合金是非熱處理強(qiáng)化合金，鋁板沖壓成形后表面容易起皺，且延展性和彎曲能力也有所欠缺，多用于內(nèi)板； ? 6???系合金是可熱處理強(qiáng)化合金，具有良好的成形性、烘烤硬化性，是目前汽車板材的主要研究方向。 表 41 汽車車體用鋁合金國際牌號(hào)和化學(xué)成分（質(zhì)量 %） 應(yīng)用于汽車車身的 6???系和 5???系鋁合金對(duì)比 如前所述，鋁合金汽車車身板材主要有 6???系和 5???系合金，典型牌號(hào)有601 611 602 618 505 518 5754等鋁合金；轎車用鋁板厚度規(guī)格一般為 ~。 （ 1） 6???系 AlMgSi (Cu)合金 AlMgSi(Cu) 系合金由于具有較高的強(qiáng)度及較好的成 形 性能而廣泛應(yīng)用 于汽車面板等 領(lǐng)域 。對(duì)這類合金的要求，是在烤漆前具有較好的塑性及在烤漆過程中具有較高的沉淀硬化能力 ，即具有較高的烤漆硬化響應(yīng) 。 AlMgSi(Cu)合金是可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，具有成形性好、耐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高和較好的耐高溫等性能。鋁合金汽車車身板材料，除上述幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)外，主要考慮該類板材在沖壓成形后經(jīng)油漆烘烤強(qiáng)度會(huì)提高，具有烤漆硬化能力。此外， AlMgSi合金 T4態(tài)板材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度與鋼板相近， n值超過鋼板。 （ 2） 5???系鋁合金 5???系鋁合金 （ AlMg系合金 ） 是不可熱處理強(qiáng)化的鋁合金 ， 具有中等強(qiáng)度 、 耐蝕性好 、 較好的加工性能及良好的焊接性能等特點(diǎn) 。 在 AlMg系合金中 ， Mg固溶于鋁基體中 ， 形成固溶強(qiáng)化效應(yīng)使該合金在強(qiáng)度 、 成形性能和抗腐蝕性等具有普通碳鋼板的優(yōu)點(diǎn) ， 可用于汽車內(nèi)板等形狀復(fù)雜的部位 。 但 AlMg系合金板材在室溫放置后 ， 在拉伸時(shí)容易出現(xiàn) Luders伸長 ， 沖壓成形后表面起皺 ， 影響外觀質(zhì)量；延展性和彎曲能力也會(huì)由于 Fe含量的增加而惡化 ， 經(jīng)歷烤漆容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象 。 AlMg系合金用作汽車車身板的缺點(diǎn)：延遲屈服和勒德斯線 。 當(dāng)晶粒尺寸＞ 100μm時(shí) ， 板材易出現(xiàn) “ 桔皮效應(yīng) ” 。 表 42 鋁合金和冷軋鋼板力學(xué)性能和沖壓成形性能 ? 歐洲常用含 Cu 量較低的 AA6016 合金，北美常用含 Cu 量高的 AA6111 合金，目前這兩種合金都存在著成形性較差的問題，不適合作成形性要求較高的內(nèi)面板材料。 6022合金含有較低的合金元素，具有比 AA6016 ， AA6111 合金更好的成形性及耐腐蝕性，被認(rèn)為既可以做車身外面板材料又可做內(nèi)面板材料，已用于 Plymouth prowler 等的車身板。 表 43 歐洲與北美汽車覆蓋件用鋁情況 歐洲 北美 ? 綜合相關(guān)數(shù)據(jù)，總結(jié)出應(yīng)用于汽車車身板的成品板材的性能要求： （ a） T4(p)狀態(tài)下 屈服強(qiáng)度： 90~140MPa 抗拉強(qiáng)度： 220~285MPa 延伸率（總）： ≥20% n值： ≥（拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)） r值： ≥（ 0176。 ）（塑性應(yīng)變比） ≥（ 45176。 ） ≥（ 90176。 ） （ b）預(yù)變形 2%+烘烤后屈服強(qiáng)度： 160~260MPa 鑄錠軋制成薄板并進(jìn)行固溶處理 沖壓 烤漆 板
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