文档介绍：铝合金在汽车车体上的应用现状及发展趋势探讨
 
 
【摘要】介绍了目前国内外汽车工业中铝材的应用优势及其主要障碍,通过使用铝材来代替传统的钢铁材料,可大大减轻汽车自重以降低能耗、减少环境污染、提高汽车的燃油经济性。并对铝材的发展趋势做了预测。
【关键词】铝合金;现状;发展趋势
1引言
世界汽车工业正面临越来越严峻的三大课题:能源、环保、安全。减轻汽车自重以降低能耗,减少环境污染,提高汽车的燃料经济性,节约有限资源已成为各大汽车厂关注的焦点。轻量化是汽车发展的一个重要趋势,通过使用轻质材料来替代传统的钢铁材料,可以减轻汽车的质量,以达到节省燃料的目的。世界铝业协会的报告指出:汽车所用燃料的60%消耗于汽车自重,整车每减轻10%,可降低油耗10%~15%。而日益苛刻的安全法规要求我们用提高汽车主动安全性(使用安全气囊、安全带、安全制动系统、降低汽车整备质量以及缩短制动距离)和被动安全性(使用能有效吸收正面和侧面碰撞能量的材料)的眼光来完善汽车的安全设计。因此,越来越多的轻质或高比强度的材料受到汽车设计者的关注,如高强度钢板、铝合金、SMC等。本文就汽车用铝合金材料的现状及发展趋势做些讨论。
2铝合金的特点及其应用优势
铝的密度小,(属轻金属),约为钢的1/3。由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂形状的零件。铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度(强度与密度之比)则胜过某些合金钢。
(1)汽车轻量化,节能降耗,有利环保。
(2)汽车铝合金零部件回收再利用率高。铝合金熔点低,便于重熔回收,目前回收率不低于90%。
(3)安全舒适。铝合金汽车是在不降低汽车容量的情况下减轻汽车自重,车身重心减低,汽车行驶更稳定、舒适。由于铝合金汽车轻便,质量小,故碰撞时的能量相对钢体汽车小了许多。此外,由于铝合金材料性能及车身构造,能充分吸收撞击时的能量,故而更加安全。
(4)减少工序,提高装配效率。铝合金汽车整体构架,焊点少,减少了加工工序,铝合金整体车身比钢铁焊接车身约轻35%,且无需防锈处理,只有25%~35%的部件需点焊,因而可大幅度提高汽车的装配效率;
(5)提高燃油效率,加大载重能力。铝合金在汽车上的应用可大大降低车身重量,相同的燃油,铝合金汽车比普通钢体汽车行驶的路程要远,提高了燃油效率。此外,减重的同时等于提高了汽车的载重量,可增大汽车的运输效率,降低运输成本。
3铝合金在汽车车体上的应用现状
在全世界要求节能环保的呼声日益高涨的大形势下,汽车工业正向轻量化、低能耗方向发展。铝及其合金作为汽车轻量化的首选材料,具有其他材料无法比拟的优良性能。从70年代开始,汽车(尤其是轿车)上用铝量不断增加。作为一种轻质材料,铝合金正日益受到汽车制造企业的青睐。
表1列出了轿车车身传统用Al-Cu-Mg(2xxx系),Al-Mg(5xxx系),Al-Mg-Si(6xxx系)铝合金板和钢板的冲压性能指标。由表可以看出,铝合金板的冲压成形性