摘要:

从高速、舒适、美观、耐用、轻量化、节能、保护环境、降低综合成本等综合性能方面来看,铝合金无疑是汽车工业现代化和轻量化的首选材料,世界许多国家都在致力于汽车用铝合金的研究。汽车自重每降低,油耗就可以减少。因此,以铝合金代替钢铁材料,最大限度地减轻汽车的自重也就成为当前的研究热点。汽车用铝合金主要分为铸造铝合金和变形铝合金,铸造铝合金主要应用于发动机气缸体、气缸盖、轮毂、制动器零件等。形变铝合金在汽车上主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器零件等。A8JaguarXJ2012


一、汽车轮毂用铝合

车轮是车辆承载重要部件,它除了受正压力外,还承受因车辆启动、制动时扭矩的交互作用,以及行驶过程中转弯、冲击等来自各个方向的不规则受力,车轮在高速旋转中,还影响车辆的平稳性、操作性等性能

铝合金车轮的制造工艺主要有:铸造法、锻造法、冲压法、旋压法、半固态模锻法等,其中较为常用的成型方法主要是铸造法和锻造法。低压铸造主要采用系合金,其主要合金元素如表所示。普通铸造铝合金轮毂能够满足轿车用轮毂的性能要求,但不能满卡车、大巴等重载汽车对轮毂的要求。马春江。其主要采用合金和合金,铝合金是车轮锻造中最常用的变形铝合金,主要包括:、、、、,锻造铝合金车轮抗腐蚀性能高,适宜制造在极端环境下工作的车轮。车轮制造中另外一种常用的铝合金是,其元素和元素形成的强化相可显著提高其力学性能,合金铸锭经℃——均匀化处理可使其绝大部分与固溶于铝中,这样不仅可降低锻造温度,同时可改善锻造性能。龙伟Deform-3D6061


二、汽车防撞梁用铝合金

汽车防撞梁是撞击时吸收和缓和外界冲击力、保护车身及乘员安全功能的安全的重要装置,在保证汽车碰撞安全性及舒适性的前提下,既能有效减轻汽车自重,又能控制成本成为热门课题。通过合金成分优化,热处理工艺以及结构优化可减轻车身质量的同时满足其安全性能的要求,并且铝合金防撞梁有比钢材料防撞梁更加优异的吸能性能6063702170299129等采用有限元分析软件分析铝合金防撞梁的碰撞性能,结果显示在相同的碰撞试验条件下铝合金横梁相比钢制防撞梁有更好的吸能性,且能够在较大的速度范围内保持较高的吸能性能。杨鄂川

,因此,需要通过合理选材,优化结构设计等方法达到质量轻,便于拆装更换,维修简便;制造工艺要简单,成本低等要求。研究表明经过合理设计的铝合金保险杠横梁不仅比钢制保险杠横梁更轻,而且可以吸收更多的能量。徐中明,HyperstudyLS-DYNA1.938.4%等研究的保险杠由横梁和吸能支架两部分组成,针对低速碰撞下保险杠横梁纵向抗弯性能不足的缺陷,通过优化其截面形状予以解决。汽车保险杠是汽车中重要的安全防护构件,制造商对保险杠的各项机械性能的要求往往比较高,汽车上的铝制保险杠防护构件的机械性能可通过热处理技术将其改善提高。近年来随着铝合金技术的开发,由于,具有很高的吸收冲击能的能力,密度小耐高温,防火性能强,易加工,可进行表面涂装处理等特点的泡沫铝合金作为一种新型的铝合金材料而被用于制造汽车保险杠。固体泡沫铝合金在汽车制造中的应用多为三明治式的三夹板。用这种材料制造的汽车保险杠,能够将两车相撞时产生的大部分碰撞能吸收掉从而保护了汽车的安全。

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三、车身用铝合金

在车体结构上,大多数采用无骨架式结构和空间框架式结构。这种结构零部件数量少,不需大型冲压设备,适用于多品种小批量生产,可缩短生产周期降低制造成本。汽车车身由框架、刚性材料、接头和罩壳板组成,用铝合金挤压型材和连接真空压铸接头自动焊接形成,比传统的钢体车身轻40%,机械强度提高40%。铝合金在白车身及覆盖件上的应用能够有效减轻整车重量,从而达到节能减排,优化整车性能的目标。全铝车的车身主要由挤压型材和铝板壳体组成,轿车主要是板材,公共汽车主要用型材。对于车身板铝材除了要满足其性能和耐腐蚀性能要求之外还需具备良好地成型性能、表面平整性强、良好地焊接性能、优良的烘烤强化性。

轿车车身板铝合金可用2xxx、5xxx、6xxx及7xxx合金轧制,除5xxx铝合金外其他三种铝合金的强度都在涂装烘烤时进一步提高。汪军等采用不同的工艺对汽车用铝合金进行热处理,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,分级均匀化处理和自然时效后强化烘烤,可以明显提高汽车用铝合金的力学性能和耐腐蚀性能。与常规均匀化处理相比,分级均匀化处理可使其室温抗拉强度增加14Mpa,自然时效后强化烘烤能提高其力学性能和耐腐蚀性能。代陈绪通过对6系铝合金预时效处理工艺的研究,开发出能同时显著改善6xxx系铝合金车身板冲压成形性和烤漆硬化性的热处理工艺技术。结果显示:在固溶工艺550℃×10min处理后水淬,室温停放10min的铝板,最佳的预时效制度为140℃×12min,铝板经上述工艺制度预时效处理后的σ0.2≤142MPa,再经170℃×30min烤漆后其σ0.2≥225MPa。

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四、结束语

(1)汽车用材料的更新换代对提升汽车安全性能,节能减排降耗有着重要的意义,在交通工具回归自然的大趋势下,开高性能、轻质、节能、环保的铝合金材料将会得到更多的实际应用。

(2)我国汽车工业的持续高速发展,研制高性能汽车用铝合金对提高汽车工业的国际竞争力具有举足轻重的作用。

(3)铝合金材料是汽车工业现代化的首选材料,相关技术的研究开发也将得到越来越多的重视。


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