浅析铝合金板材在汽车生产中的应用

山东工业技术 / 2018年09月22日 08:32

美妆

生产销售铝合金板材卷板

李政昆+黄国龙

摘 要:汽车轻量化就是要应用一些轻质的材料,比如铝合金板材,其特点就是密度小、强度大、耐腐蚀性强、抗冲击性也比较好、以及再生性强等,因此深受广大汽车企业的欢迎。因此本文就对铝合金板材在汽车生产中的应用进行了研究。

关键词:汽车覆盖件;铝合金;轻量化

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.032

铝合金具有抗震性等特征,能够在碰撞发生时大幅度减少冲击力和动能,使得汽车安全性得到大大提升,因此在汽车方面应用铝合金板材有广阔的前景。

1 汽车应用铝合金的种类及特点

目前主要是汽车的覆盖件应用铝合金板材,主要有三类,即2000系列、5000系列、以及6000系列,每个系列所含的铝合金元素不同、质量也不同。其中2000系列,也叫AI-Cu系列,如2036铝合金,其具备良好的锻造性、焊接性以及硬化性,在加上Cu,有效的提高了铝合金的力学性能,尤其是涂装烘干后的30分中左右,其硬化性还会上升到一个档次。但是跟其它铝合金相比,其抗腐蚀性比较差,因此最近几年应用的不是很广。

5000系列铝合金具有非常高的抗腐蚀性特点,其含有Mg原子,跟铝可以相溶,形成固溶强化效应,从而成为了非热处理强化合金。由于汽车覆盖件的内板形状比较复杂,强度要求也不是很高,因此经常应用5000系列的铝合金来提高其抗腐蚀性。

6000系列的铝合金板材属于可热处理强化铝合金,其可以将Mg控制在一定的范围,在涂装烘干时,要保证Mg和Si中间想均匀,从而提高了铝合金板材的硬化性,不但提高了表面质量,还能保证冲压时,发生无滑移线现象。其整个综合性能比较好,如耐腐蚀性好、冲压成形性比较好、也比较容易涂装、强度也适中,其最大的优势就是冲压成形性,成形后如果对其进行喷漆烘烤,还可以将其强度得到有效的提高,所以对一些要求比较高的汽车外覆盖件,如要求强度高的、抗凹性比较好、表面质量要求也比较高的汽车外覆盖件等都一般应用6000系列的铝合金板材。

2 铝合金板材在汽车生产中的应用

在铝合金板材应用中,国外比较注重应用6000系列的铝合金板材,如欧洲应用最广的是成形性比较好的6016铝合金,北美國家在汽车生产中应用最广的是强度比较高的6111铝合金和抗腐蚀性强的6022铝合金板材。而日本的一些汽车厂家在生产汽车中应用比较广的是6016和6022,并且在应用过程中,应用在覆盖件上,如福特的T系列、法拉利的360赛车、捷豹的NEW XJ、奥迪A2和A8等,而且多应用在车顶、行李箱、车门、以及翼子板等部位。

我国汽车生产中铝合金板材,主要有以下几种应用:

5000系列的铝合金板材,如5754铝合金板材被应用在汽车的车门生产中,其特点就是质量比较稳定,成材率达到了99.6%。我国在首次批量生产小轿车的薄板时,就正式应用了5000系列的铝合金板材。

中国矿业大学对6000系列的铝合金板材进行了改进,被批量的应用在长安汽车的生产过程中,应用在发动机覆盖件上,其成品率超过了90%。并且于2009年,6000系列的铝合金板材被广发的应用在汽车车身板的生产过程中,而且还是批量生产的应用,这是我国首次生产汽车车身板,应用国内的铝合金板材,在以前的车身板生产过程中,都是从国外引进的板材,但是最近我国应用铝合金板材所生产出来的汽车车身板,无论是表面质量还是性能都可以跟国外产品相媲美。

在客车的生产中也广泛的应用了铝合金板材。如08年郑州宇通研发的ZK6126HGE型公交客车,就应用了铝合金板材,是一种全铝型、节能环保型客车。传统的客车车门都是钢制的,比较重,差不多一个车门有22.7公斤,但是全铝合金的客车车门只有10公斤,几乎了下降了50%多,车身的重量也跟传统的客车的重量轻了大约将近50%,从而即环保、又省油。在比如西安西沃客车有限公司推出的VOLVO BIOM豪华全铝大客车,车身应用了2000系列的2A12铝合金型材,大梁也应用了2A12铝合金型材、车棚用了厚度在1.5mm、2mm、以及3-6mm的5000系列的5A02-H23铝合金型材。

3 未来铝合金板材在汽车生产中的研发方向

(1)优化铝合金成分。未来在汽车生产过程中,要对主元素的含量进行控制,如控制Mn、Si、Ti、Fe等元素的配比,也可以加入一些像Ce和Sc这样的稀土元素,以此来保证铝合金的成本,避免一些杂质,影响铝合金的组织。这样有利于汽车板形成良好的表面,也有利于提高汽车板的综合力学性能。

(2)建立铝合金标准。在未来汽车生产过程中,要建立汽车车身用的铝合金标准,以此来实现铝合金的专用化,从而形成一个完成的技术体系。

(3)研究铝合金的连接技术。在未来汽车生产过程中,还要研究铝合金的连接技术,如不同的焊接方法、不同的连接方法、以及不同的铆接方法等。比如说在焊接技术方面可以加强研发新的焊接工艺、控制技术等,像MIC复合焊接技术、搅拌摩擦焊接技术等,以此来提高铝合金的连接质量。

(4)推进成形的工艺发展。在未来铝合金还要完善其超塑性成形、高速吹气成形、以及温成形等成形工艺,以此来提高铝合金的粘性。并且推进电磁复合冲压成形、增量成形等技术,改进其热处理工艺,如FTMT处理和RRA回归再时效处理,以此来优化铝合金板材的使用性能,提高其抗腐蚀性和抗凹陷性等。

参考文献:

[1]韩方圆,崔令江.铝合金板材在汽车生产中的应用[J].锻压装备与制造技术,2013,48(03):85-88.

[2]王丹.铝合金汽车板应用及生产现状[J].上海有色金属,2013, 34(03):130-133.

作者简介:李政昆(1994-),男,河南南阳人,学生。endprint

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