铝合金材料的应用领域.docx

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1、铝合金材料的应用领域一、铝合金材料在汽车领域的应用从高速、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100kg，油耗就可以减少0.7L/km。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。从第一辆全铝车身奥迪A8问世，到捷豹的JaguarXJ，再到2012款新路虎极光揽胜发售，全铝车身加工工艺及技术正在不断走向成熟。不过，运用铝合金也面临不少问题，比如，铝合金加工难度比钢材高

2、，成型性还需继续改善；由于铝导热性好，导致铝合金的焊接性能差；另外，成本控制对铝合金的应用非常重要，因此，全铝车身仅限于高端车型中。随着能源和环境危机的不断加剧，各国节能减排法规不断提高规范要求，铝合金作为汽车轻量化新材料将应用在更多的车型上，在工业化生产与设计中，钢铝混合车身的应用将成为主流。1、汽车用铝合金材料的品种构成：世界各国工业用铝合金材料的品种结构虽然有一定差异，但大体是相同的，所用的铝合金材料基本上属两大类，铸造铝合金和变形铝合金，前者用于生产各类铸件，后者用于生产各类加工材（如板，带，箔，型，棒，线）及锻件，各类加工材一

3、般都需经过进一步加工才能12成为汽车零部件。其品种构成：铸件占80%左右，锻件只占1％－3％其余为加工材。铸造铝合金材料生产的各类铝合金铸件．主要用于发动机上的部分零件（如活塞、缸盖等）以及变速箱、制动器、转向器等部件上的部分铝合金铸件。近年来，由于发动机缸体、变速箱壳体、轮毂等一批大型铝合金汽车零件（见表1）的应用．使得汽车用铸造铝合金材料获得了飞速的发展。变形铝合金材料主要用在汽车的散热系统、车身、底盘等部位上（见表2）如汽车水箱、汽车空调器的蒸发器和冷凝器等，主要是用铝合金带、箔材及管材；车身各部位（如发动机罩、行李箱盖、车身顶板

4、、车身侧板、挡泥板、地板等从及底盘等则多用板材、挤压型材，近年来、由于汽车散热系统、车身铝合金化进程加快使汽车用变形铝合金材料也在迅速增长，最近十年汽车用铝合金材料各品种中加工材增加最为显著，达4倍（其中带材4.6倍，挤压材4倍），锻件增长更快，近5年增长了15倍。表1汽车主要部件系统中的铝铸件部件系统零件名称发动机系统发动机缸体、缸盖、活塞、进气歧管、水泵壳、油泵壳、发动机売、起动机壳、摇臂、摇臂盖、滤清器底座、发动机托架、正时链轮盖、发动机支架、分电器座、汽化器等12传动系统变速箱壳、离合器壳、连接过度板、传动箱换档端盖等底盘系统横

5、梁、上下臂、转向机壳、抽动总泵壳、抽动分泵売、制动钳、车轮等其它系统部件离合器踏板、刹车踏板、方向盘、转向节、发动机框架、ABS系统部件等表2变形铝材在汽车上的应用的主要部件系统部件系统零件名称轿车车身系统部件发动机罩、车顶棚、车门、行李箱盖、地板、车身骨架及覆盖件等热交换器系统部件发动机散热器、机油散热器、中冷器、空调冷凝器和蒸发器等其它系统部件（箱式货车）冲压车轮、座椅、保险杠、车箱底板及装饰件等箱顶板、箱侧板、箱底板、侧面支杆、包角条等2、汽车主要零部件铝化趋势：为了大幅度减轻车重，人们正急于研究对占车重比例大的车身（约30％）、

6、发动机（约18％）、传动系统（15％）、行走系统（约16％）、车轮（约5％）等钢铁零件改用铝材。最近出现了从发动机罩、翼子板等部分车身铝外板发展为全部采用铝外板的汽车。获得了减轻车重40％－50％（相对钢板而言）的效果。2.1车身板件的铝材化及铝合金12用于车身板的铝合金主要有2XXX系、5XXX系和6XXX系。其中2XXX系列和6XXX系列是热处理可强化的。而5XXX系是热处理不可强化合金。所含合金以及工艺特性如表3所示。前者通过涂装，烘干工序后强度得到提高。所以用于外板等要求强度、刚性的部位。后者成形性优良，用于内板等形状复杂的部位

7、。开发的低密度、高强度、高弹性模量和超塑性优良的Al-Li合金，以及基于低噪音的需要并有助于轻量化而开发的铝防震板等，也用于车身壁板。表3变形铝合金材料及其工艺特征材料系列合金系工艺特性2XXX系AI－Cu－Mg可热处理强化，具有良好的锻造性较高的强度，良好的焊接性以及一定的烘烤硬化性5XXX系AI－Mg不可热处理强化，强度较低，有良好的塑性变形能力6XXX系Al－Mg－Si可热处理强化，强度适中，冲压成形性能好，耐腐蚀性好，容易涂装着色综合性能良好2.2铝空间框架结构车体及铝材12目前，世界各国都在积极推进车身、车体主要部位的铝材化，

8、采用铝材制造有特性的汽车。近年来提出的铝观念车，在车体结构上大多数采取无骨架式结构和空间框架式结构，适用的材料有板材、挤压型材、钎焊蜂巢状夹层材料等。从设计的自由度（特性化）、成本、轻型化、安全性等方面考虑