铝合金在汽车车体上的应用现状及发展

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1、金属材料>>广西轻工业>>2009年25卷1期>>摘要铝合金在汽车车体上的应用现状及发展趋势探讨作者：蔡其刚(奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖241009)  减小字体增大字体  【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

2、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

3、金的特点及其应用优势2.1铝合金的特点铝的密度小，仅为2.7(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。2.2铝合金在汽车上的应用优势（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

4、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

5、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

6、冲压成形性能已基本接近或在某些方面超过了钢板，可以代替钢板作为汽车车身板。表1轿车车身板用铝合金的成形性能材料总伸长率%均匀伸长率%n值r值杯突值m2002-T426.020.00.250.639.62117-T425.020.00.250.599.62036-T424.020.00.230.759.12037-T425.020.00.240.709.45182-O26.019.00.330.809.95182-SSF24.019.00.310.679.76009-T425.020.00.230.709.76010-T424.019.00.220.709.1深

7、冲钢42.220.20.231.3911.93.1国外的应用情况下表（表2）列出了铝合金在汽车上的应用历程。表2铝合金在汽车上的应用历程年代国家或地区车型用途1896（最早）印度汽车曲轴箱20世纪初欧美亨利.福特Model型汽车铝质车身20世纪20～30年代欧美法拉利360等赛车铝质车身20世纪30年代起欧美汽车车轮、悬架和其他部件1941～1945年欧美汽车每辆平均用铝5.40kg1971年欧美汽车每辆平均用铝34.65kg2001年欧美汽车每辆平均用铝112.50kg2002年欧美汽车每辆平均用铝120.60kg2005年欧美汽车每辆平均用铝150kg现在

8、几乎所有的世界各大汽车公司都争相开发铝