华晨汽车铝合铝镁合金技术研究进展
略论铝合金和镁合金在汽车工业中的应用
略论铝合金和镁合金在汽车工业中的应用近年来，汽车工业大量应用铝合金和镁合金作为其产品的结构材料，以满足自身发展的需要。
20世纪80年代以来，在国际上，汽车结构变化的主要方向是提高使用经济性，而降低燃油消耗、实现轻量化是现代汽车最显著的特征。
因为汽车轻量化的结果会缓和能源需求的紧张状况，减轻环境污染，降低生产综合费用。
作为轻金属，将逐渐增大在汽车工业方面的开发应用，完全符合汽车工业自身当前的发展趋势。
1.铝合金在汽车工业生产中的应用及发展1.1 汽车铝合金铸件的应用国际上，用铝合金代替铸铁制造汽车零件的历史可以追溯到20世纪40年代。
欧洲的汽车生产厂家，例如意大利菲亚特汽车公司研究出用铝代替铸铁制造进气歧管和气缸盖后，因其具有很多优点而开始少量生产。
同时，金属型铸造工艺用于汽车工业产品生产的优点也逐步表现出来。
50年代，澳大利亚引进了英国Alumasc公司的低压铸造技术，用于汽车铝铸件生产。
联邦德国Kartl Schrmiolt公司对低压铸造技术作了进一步改进，用于生产结构复杂的零件，包括戴姆勒-本茨汽车公司的镶嵌铸铁衬套的铝制动鼓。
美国通用汽车公司在Massena铸造厂大量生产Corvair Certainly轿车铝铸件如气缸盖、曲轴箱、发动机后盖及滤清器接头。
60年代以后，以汽车工业为产业支柱的工业国家，将电子、机械制造技术与汽车制造溶为一体，追求高效率的生产方式，因此压铸技术获得了较大发展，压铸工艺成为汽车工业扩大轻金属应用的主要生产手段之一。
同时，也确立了现代汽车（其中主要是轿车）广泛应用铝铸件来减轻自身质量的基础。
总的说来，国际上铝合金逐步应用于汽车工业产品的发展历程主要分为两个阶段：第一阶段应用的产品是气缸盖、进气管、活塞、离合器壳、变速器壳，以及镶嵌铁缸套的铝气缸体；第二阶段开发应用的零件与车辆的安全性能有关，如盘式制动器座、悬臂架、制动鼓、万向节叉以及汽车轮毂。
在国内，汽车用铝铸件始于20世纪30~40年代，主要是制造汽车备件，供当时为数不多的汽车使用，生产量小，生产条件以及工艺技术很差。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着汽车工业的迅速发展，汽车轻量化已成为当前汽车制造领域的一个热门话题。
轻量化不仅可以提高汽车的燃油经济性和性能，同时也可以减少对环境的影响，改善汽车的安全性和舒适性。
而在轻量化材料中，镁合金和铝合金作为两种重要的轻量化材料，在汽车制造领域拥有着广阔的应用前景。
一、镁合金在汽车轻量化上的应用镁合金具有优异的轻质、高强度和抗冲击性能，是一种理想的轻量化材料。
在汽车制造领域，镁合金主要应用于车身部件、发动机、变速箱壳体、悬挂系统、内饰件等方面。
其轻量化的特性使得汽车整车质量大幅度减轻，提高汽车的燃油经济性和动力性能。
镁合金还具有很好的循环再利用性，符合可持续发展的理念，对环境友好。
镁合金在汽车制造领域的应用前景十分广阔。
1. 制造工艺的提升随着科技的不断进步，镁合金和铝合金的制造工艺也在不断提升。
目前，金属材料的成型技术已经越来越成熟，包括压铸、挤压、锻压等多种成型工艺。
这些先进的制造工艺为镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用提供了更多可能性，同时也提高了材料的成型效率和质量。
2. 材料性能的改进随着材料科学技术的进步，镁合金和铝合金的性能也在不断改进。
通过添加不同的合金元素，调整材料的成分和结构，可以在保持轻量化的特性的同时大幅度提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等方面的性能，使得镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用更加广泛。
3. 多材料复合的发展随着汽车轻量化的不断深入，多材料复合已成为未来发展的一个重要方向。
镁合金和铝合金作为两种重要的轻量化材料，可以与其他材料如碳纤维复合材料、高强度钢等进行复合应用，以求更大程度地降低汽车的整车重量，提高汽车的性能和安全性。
4. 环保可持续发展的要求随着环保意识的增强，镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用也需符合环保可持续发展的要求。
在材料的生产、加工和回收利用过程中，要求减少对环境的影响，提高资源的利用效率，推动轻量化材料行业的可持续发展。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着汽车工业的不断发展和技术的不断提升，轻量化成为了汽车制造业的重要趋势。
轻量化汽车可以减少燃料消耗和排放，提高燃油效率，同时也能提升车辆性能和安全性。
在轻量化技术中，镁合金和铝合金作为主要的材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，成为了汽车轻量化的重要选择。
镁合金也存在一些问题。
镁合金的加工性能不如铝合金，容易发生热裂纹和腐蚀等问题。
镁合金的价格较高，目前生产工艺和设备的发展还不够成熟，制造成本相对较高。
由于镁合金的燃烧性能较铝合金更差，需要进行防火措施。
在镁合金的应用中，对工艺和设备的研发，以及材料性能的稳定性等方面还需进一步完善。
与镁合金相比，铝合金的发展更为成熟，应用范围也更广泛。
铝合金具有良好的耐腐蚀性、成型性和焊接性，适用于汽车制造中的各个环节。
目前，在汽车铝合金的应用中，广泛使用于车身结构、发动机部件、底盘组件等方面。
在车身结构中，铝合金可以用于制造车顶、车门、车厢等，减轻车重、提高燃油效率，并增加车辆的刚度和安全性。
在发动机部件中，铝合金用于制造缸体、曲轴箱、进气歧管等，可以减轻发动机的重量，提高热效率和动力性能。
在底盘组件中，铝合金被用于制造悬架部件、转向部件等，降低车身重量，提高车辆的操控性能和稳定性。
未来，镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用还有很大的发展空间。
镁合金和铝合金的材料强度和形变性能仍有提升的空间，可以通过优化合金组织和控制加工工艺，进一步提高材料性能。
研发和推广新的生产工艺和设备，可以降低镁合金和铝合金的制造成本，提高生产效率。
对镁合金和铝合金的表面处理和涂装技术进行改进，可以提高其耐腐蚀性和防火性能。
随着电动汽车的发展，对轻质材料的需求将会进一步增加，镁合金和铝合金等轻质材料将在电动汽车领域得到更广泛的应用。
镁合金和铝合金在汽车轻量化上具有巨大的潜力。
随着材料性能和生产工艺的不断改进与突破，镁合金和铝合金的应用将会扩大，为汽车轻量化技术的发展和进步做出更大的贡献。
略论铝合金和镁合金在汽车工业中的应用
汽综 述 ・
ＡＵＴＯＭ ＯＢＩ ＬＥ ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＆ Ｍ ＡＴＥＲＩ Ｔ ＡＬ
文 章 编号 ：０ ３ ８ １ （ ０ ６ ０ — ０ ８ ０ １ ０ — ８ ７ ２ ０ ）８ ０ ０ — ５
略论铝合金和镁合金在 汽车工业 中的应用
ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｐ ｏ ｕ ｔ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｃａ ｓｆ ａ ｉｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｃ ｏ ｄ ｎ Ｏ ｒ ｄ ｃ ｐ ｌ ｔ ｌ ｓｉ ｃ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ．Ａｎ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｔｅ ｄ ｆ ａ ｕ ｎ ｍ ｌ ｙ ｉ ．ｃ ｓ ｃ ｏ ｉ ｏ ｉ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｎ ｏ ｌ ｍｉ ｕ ａ ｏ ，． ｌ ｅ ａｔ ｌ ｍｉ ｕ ａｌ ｒ ｕ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｉ ｒ ｃ ｓ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ｔ ｒａ ｏ ｆ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ａｌ ｓ ｅ ｐ ａ ｎ ｄ， ａ ｕ ｎ ｍ ｌ ｙ ｐ ｄ ｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ， ｅ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｎ ｗ ｌ ｙ ｉ ｘ ｌ ｉ ｅ ｏ ｏ ｓ ｈ ｏ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｔｔ ｓ ｓ ｎｒ ｄ ｃ ｄ， ｎ ｈ ｔｃ ｎ ｌ ｇｃ ｌ ｄ ａ ｔｇ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｂ ｎ ｆ ｏ ｅ ａ ｌｙ ｈ ｐ ｅ ｓｎ ａ ｐ ｉ ｔ ｓａ ｕ ｉ ｏ ｃ ｏ ｉ ｔ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ａ ｖ ｎａ ｅ ｎ ｃ ｎ ｍｙ ｅ ｅ ｔ ｆ ｎ ｗ ｏ ｏ ｉ ｌ
中 图分 类 号 ： Ｇ１ ６２ Ｔ ４ ． 文 献标 识码 ： Ａ
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｎ ｔ ｓ ｕ ｓｏ ０ ｈｅ Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ０ ｕｍｉ ｍ ｌ ｙ ｎ ｌｃ ｔｏ ｆ Ａｌ ｎｕ Ａｌｏ ａ ｄ Ｍ ａ ｎｅ ｉ ｌ ｙ ｉ ｇ ｓｕｍ Ａｌｏ ｎ Ａｕ ｏ ｏ ｉ ｅ ｎｄ ｔ ｙ ｔ ｍ ｔｖ Ｉ ｕｓｒ
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着汽车工业的发展，轻量化已成为汽车制造业的重要趋势。
轻量化不仅可以提高汽车的燃油经济性，降低碳排放，也可以提高汽车的性能和安全性。
在轻量化材料中，镁合金和铝合金因其优异的性能和轻量化特性逐渐成为汽车轻量化材料的热门选择。
本文将从镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用现状和发展趋势两方面进行探讨。
1. 镁合金在汽车轻量化上的应用现状镁合金作为目前最轻的结构金属材料之一，具有独特的优点，如密度低、比强度高、抗蠕变能力强等。
在汽车轻量化方面具有广阔的应用前景。
各大汽车制造商已经开始将镁合金应用于汽车的车身、发动机、底盘等部位，以实现汽车整车重量的降低，提高汽车的燃油经济性和性能。
在汽车发动机方面，镁合金由于具有良好的导热性和机械性能，可以用于制造发动机的缸体、水箱、曲轴箱等部件。
相比于传统的铸铁和铝合金材料，使用镁合金可以降低发动机的重量，提高发动机的效率和功率密度，有助于减少汽车的燃油消耗和碳排放。
镁合金还可以用于汽车的车身和底盘部件的制造，如车门、车架、悬挂系统等。
借助镁合金的轻量化特性，可以有效降低汽车的整车重量，提高汽车的操控稳定性和安全性。
在汽车车身方面，铝合金主要用于制造车身板件、车门、车顶等组件。
相比于传统的钢质材料，使用铝合金可以显著降低汽车的整车重量，提高汽车的燃油经济性和动力性能。
铝合金具有优异的耐腐蚀性和表面处理性，使得汽车的外观光泽和耐久性得到增强。
1. 新材料技术的发展随着汽车工业的发展和技术的进步，新型镁合金和铝合金材料正在不断涌现。
新型镁合金材料具有更高的强度、更好的可铸造性和热处理性能，能够满足汽车制造业对高强度、轻量化的要求。
铝合金-SiC纳米复合材料、镁合金-碳纤维增强复合材料等新型材料的研究和应用，将进一步推动汽车轻量化材料的发展。
2. 加工技术的改进随着加工技术的不断改进，铝合金和镁合金的加工难题将逐渐得到解决。
新型的热压成形、摩擦搅拌焊接、激光焊接等先进加工技术的应用，将减少材料的损耗和能耗，提高材料的利用率，推动轻量化材料在汽车制造业中的应用。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势镁合金和铝合金是目前汽车轻量化材料中的主要代表，它们具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在汽车制造领域得到越来越广泛的应用。
本文将从镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用、发展趋势等方面展开探讨。
一、镁合金在汽车轻量化上的应用随着汽车工业的不断发展，汽车轻量化成为了当前汽车制造领域的一个重要发展方向。
镁合金以其密度小、比强度高、耐热耐腐蚀等优点，成为了汽车轻量化领域中备受瞩目的材料之一。
1. 发动机部件镁合金在汽车发动机部件上的应用是其较为重要的应用领域。
镁合金可以用于制造发动机缸体、传动壳、曲轴箱等部件，其重量轻、导热性能好等特点可以有效地提高汽车发动机的工作效率，减轻整车重量，提高燃油经济性。
2. 变速箱部件镁合金还可用于汽车变速箱的制造中，例如变速箱壳体、液压零部件等。
镁合金的强度高、耐热性好等特点，使得其在变速箱部件上的应用能够有效地提高汽车的整体性能和可靠性。
3. 结构件除了发动机和变速箱部件外，镁合金还可以用于汽车各种结构件的制造，例如车身、悬挂系统、转向系统等。
使用镁合金制造这些部件可以有效地降低整车重量，提高汽车的燃油经济性和操控性能。
2. 轮毂轮毂是汽车上重要的部件之一，也是铝合金的重要应用领域。
采用铝合金制造轮毂可以有效地降低整车重量，并且具有良好的强度和刚性，提高汽车的操控性能和舒适性。
1. 复合材料的应用未来，随着汽车对轻量化、高强度、高刚度的需求不断增加，镁合金和铝合金很可能会与其他高强度材料如碳纤维复合材料等进行混合应用，以更好地满足汽车对材料性能的要求。
2. 制造工艺的提高随着制造工艺的不断提高，镁合金和铝合金的成型、焊接、表面处理等工艺也将得到提升，从而使其在汽车轻量化领域中的应用得以进一步扩大和深化。
3. 新材料的研发随着科技的不断发展，新型镁合金和铝合金材料的研发也将不断推进，例如高强度、高耐热性能的新型合金材料的问世，将为汽车轻量化领域带来更多的可能性。
2019铝镁合金在汽车上应用现状及发展趋势 共44页
从生产工艺水平、自动化程度、国产压铸机性能和模具 制造等还与世界先进水平有一定的差距。日前国内有国产压 铸机企业约80家，其中有一定规模的己有20多家。所生产的 压铸机总体而言，还不同程度的存在可靠性较差，结构设计 不太先进，自动化水平不高，有的渗透漏油现象较严重等， 但也有一些企业因选用了高品质的进口液压件，选用了先进 的设计技术，所生产的压铸机与国际先进水平相比，质量达 到廿世纪九十年代初期的水平。近年国内也有压铸机生产企 业生产出了当代先进水平的实时控制压铸机，但稳定性还需 进一步的考验。
单车用镁量 （kg）
通用公司 6.72
福特公司 5.86
戴-克公司 4.0
欧洲 3.0
镁合金铸造成型
•压铸（冷室压铸、热室压铸） •半故态注射成型 •低压铸造（金属型、砂型、陶瓷型等） •金属型重力铸造 •砂型铸造 •V法铸造
汽车应用的典型镁合金件
零件名 称
变速箱 壳体
气门室 罩盖
车身前 盖
整体仪 表板骨 架
镁合金材料在汽车上的应用
自19世纪末叶到20世纪，金属材料的消耗与日俱增，金属矿 产资源逐渐趋于枯竭。有资料表明，有些金属（如铜、铅、 锌）只能持续几十年，有些（如铝、铁）也只是1至3百年的 事。
镁是地球上储量最丰富的元素之一，除在地壳表层金属矿的 资源含量为2.3%，位居常用金属的第8位外，在盐湖及海洋中 的含量也十分可观。
减重、吸震
丰田、英国Wagon公司
减重、吸震、安全 减重、吸震
通用、奔驰、克莱斯勒、 福特、大众、菲亚特、丰 田
克莱斯勒、法拉利
典型汽车镁合金零件
仪表盘骨架
轿车横梁
Magnesium Gearbox Housings
车辆铝基合金的轻量化的研究进展
!"#!$%&$'(')*+&,-./&$01$21(3$&)%$1$$%$8车辆铝基合金的轻量化的研究进展田4俊4宫蓝波上海工程技术大学!上海!($'&($摘4要 随着大众购车!商旅往来!在汽车船舶!轨道交通!航天航空方面!铝基合金正迎来一个全新的春天"车辆轻量化铝基合金更是首当其冲"本文介绍了铝基合金轻量化的发展和应用以及技术"在保证强度刚度一定条件下!降低铝基合金重容比!即提高铝基合金的轻量化程度"关键词 铝基合金%轻量化%汽车44轻量化的概念最先源于赛车$轻量化铝合金通过减轻重量"可以获得更好的操控性"起步时加速性能更好$并且降低油耗"有利于节能环保$其实不止汽车行业"还包括轨道交通#航天航空"以及我们日常生活物品的各种便携性物品也需要轻量化"例如行李箱#三脚架#自行车等等$'轻量化铝基合金的迫切需求铝基合金轻量化的提升为何越来越受重视2其实追究到底离不开经济与环保$而最突出的就是汽车行业$车辆轻量化大大有利于节能减排"在确保汽车的车身强度与行驶安全性的同时"尽量减少汽车的重量"来提高动力性能"节省燃油"减少排气污染$材质轻量化是当前汽车轻量化研究采取的主要手段之一$铝合金因其密度较低"具有可以媲美甚至超越优质钢的比强度和比刚度&较好的塑性可以加工成各种型材&较高的耐腐蚀性能可以避免生锈&回收率高"具有卓越的环保性能&并且铝基合金在世界上产量最高"在有色金属阵营中"铝的产量已经超越了铜#铅#锡及其他有色金属的总和"无疑是轻量化研究的重中之重$在新能源电动汽车领域"使用全铝车身"可以让汽车减重"提高动力性能"增加了续航能力"对用户用车和节能环保有重大意义$(传统铝基合金技术的研究与应用经济适用的轻量化铝合金更多地运用在了汽车方面"所以汽车各公司对于轻量化的研发从未停止$例如奥迪空间框架结构Da !#D 7E "它采用了全铝化车身"集高强度#高刚度#重量小于一体$驾驶员和乘客将得益于这样车型极高的主动安全性能和动态操纵性能以及经济的燃油消耗量$铸铁#铸钢和烧结钢制造的汽车发动机笨重#油耗高"而铝合金使其减轻重量(%e 以上"所以目前国外很多汽车企业均已采用了全铝制的发动机气缸部件$铝合金轮毂因为质量轻#抗腐蚀性强#散热性良好#回收率高"并具有优美的外观"逐渐取代了钢质轮毂$车辆载重实验说明"一辆普通汽车全部将钢轮毂换成铝轮毂"可以将整重降低不低于$%千克"每年节省汽油)%%升$著名DB ,C O 公司的G 2H @M /@H 铝轮毂比普通轮毂降低了近一半重量$铝合金板材在汽车上的使用量在一直增长$例如经过热处理的0%%%系铝基合金板材是汽车壳体极佳的材料"可用做车身的框架$除此之外")%%%系#9%%%系和1%%%系铝基合金也可以作为车身材料钣金件$近几年"使用0%%%系和1%%%系高强度铝基合金开发的车体钣金件不仅重量轻#强度大#抗裂性能良好"而且成型性好"能够极好的满足汽车对壳体的要求"在汽车行业得到了极其广泛的应用$#新型铝基合金技术的研发与应用当冷却速度为$%3g $%'d *7时"铝基合金将发生一系列组织结构上的新的特征表现$目前这种技术的应用很广泛"例如7P=/R C =C 电器公司的空调压缩机的转子和叶片#雅马哈汽车制造公司的快速凝固高硅铝基合金活塞#马自达汽车公司使用喷射沉积D B 27/2E @2L P2G :合金制造出一种新型发动机转子$泡沫铝合金是铝合金内添加添加剂"经过发泡工艺"分散有无数气泡的多孔材料"这种材料的质地更轻#强重比更高"可以很好地吸收冲击力"拥有良好的吸振特性$泡沫铝)三明治*板材具有重量轻"强度高#保温性好的特性"用在车身的顶盖板"可提高轻量化#刚度并且改善保温性能$除此之外"将泡沫铝用在纵梁#保险杆等支柱零件上"在轻量化的同时"也提高了撞击的安全性$不仅如此"铝轮毂除了传统铸造工艺外"还有半固态成型技术"这种技术可以提高铝轮毂的使用寿命"最重要的是可以消除铸造技术带来的气孔等缺陷$而且这种工艺生产技术简单"成本低$"结论铝基合金的轻量化研发更是重中之重"各行各业的都在努力研发"尤其是汽车行业"其具有极高的民生价值与经济效益$铝基合金的研发设计方方面面"不止从铸型"还有材料本身的结构与成分$其中凝固技术和泡沫铝以及半固态成型技术的研发成效卓越$铝基合金在汽车行业上的应用现在只露出了冰山一角"随着汽车用铝量的不断增加"它的潜能将不断被挖掘$汽车中的用铝量最高可达93%.:"这可以让汽车重量减少3%e $若按每辆车用铝每吨3万元算"预计到)%)%年"车用铝基合金的市场规模将可能超过)9%%亿元$在不久的将来"轻量化铝合金时代即将全面到来$致谢本文在项目$0%(%9%$)%%,研究深海油气田水下机器人的关键技术-!Z(2%'%(2$02%$$0%题为,$0.N %$$0镁合金真空吸铸微观组织研究-!Z(2%8%%2$02%)%3).宫蓝波2,[$0%$%%$研究非晶合金的形成过程和组织缺陷-和O$28'%82$02%$%)%%3题为,田俊2,H $0%$%%3铝基合金定向凝固力学性能的研究-的基础上发表"很感谢上海工程技术大学的机器人功能材料制备实验室的设备使用"参考文献&$'谢壮德!沈平!董寅生!等&快速凝固铝硅合金材料及其在汽车中的应用&F '&材料科学与工程!$'''!$1(3)$$%$&!"#$$%&('0'*+&/H H -&$01(2)8$)&$'''&%3&%)3&&)'乔永锋&铝在汽车后市场中的应用及趋势&F '&世界有色金属!)%$3())$91298&&('王刚!贡泽飞!李贺!等&泡沫铝复合零件在汽车轻量化中的应用&F'&\C R _C M ./-:?@,J-C B C :N )%$9!S C B &33!Y C &8&&3'宋筠毅!刘东阳!张正林!等&铝合金在轻量化车身中的应用及连接技术&F '&上汽大众汽车有限公司!上海&&9'陈长年&铝合金助推车身轻量化&F '!"#$$%&$0$1(*+&,-./&O =@&)%$)&$)&%)$&&0'赵玉田&基于汽车轻量化设计的铝铜合金性能研究&F '&!"#$$%&$03$%*+&/H H -$%%%28(09&)%$0&%(&%((&&1'张颖&轻量化发展潮流之铝基合金&F '&汽车与配件!)%$)2%12)9&&8'黄磊&以轻量化为目标的汽车车身优化设计&!'&武汉$武汉理工大学!)%$(&((科技创新科技风"#$%年&月上. All Rights Reserved.。
浅谈铝、镁合金材料在汽车工业中的应用
浅谈铝、镁合金材料在汽车工业中的应用作者：卜超群来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2017年第05期摘要：在科技不断进步的时代背景下，汽车产业越来越发达，生产材料也发生了巨大的变化。
铝、镁合金材料具有良好的性能，在汽车工业中有重要的使用价值，应用比较广泛。
本文将探究铝、镁合金材料在汽车工业中的应用情况，为汽车工业发展提供一定的参考。
关键词：合金材料；汽车工业；应用中图分类号：U463 文献标志码：A0引言经济的发展推动了各行各业的发展，近年来，汽车工业发展迅速，在材料的使用上体现出了这个特点。
自20世纪90年代以来，汽车工业生产材料就有了一定程度的改进，具有环保功能的轻型材料逐渐被应用到汽车生产中。
铝、美合金材料质量轻，性能好，受到汽车工业的青睐。
1铝、镁合金在汽车零部件生产中的应用在当前的汽车零部件生产中，铝、镁合金是重要的零部件生产材料。
在生产零部件的过程中，汽车的保险杠、发动机罩、车身板件等都是用铝、镁合金材料制造的，这两种合成材料的质量比较轻，应用这种材料能够减轻零部件的质量，从而减轻整台汽车的重量，提高汽车的安全性能。
材料的良好性能需要应用先进的铸造技术才能发挥出来，因此，在生产过程中，应加大在加工工艺上的投入，将材料的性能与生产技术充分的结合，这样才能生产出质量更好的汽车零件。
在汽车生产中，铝、镁合金具有较高的应用率，汽车的散热器、内外饰板、行李舱盖等零部件都可以用铝、镁合金来制造，在很大程度上取代了传统的钢铁零件。
在一些发达国家，汽车中的一些重要部分也都使用铝、镁合金来打造。
合金材料与单纯的铝、镁材料相比质量更轻，强度更大。
随着生产技术的进步，铝、镁合金材料的应用范围还在扩大，汽车中的座椅骨架、离合器、操作杆托架等也逐渐应用这类材料。
2应用技术2.1铸造技术铸造是汽车生产中的重要工艺，铸造技术决定产品的质量。
铸造方法有很多，包括低压铸造、压铸、挤压铸造、金属型铸造和半固态铸造等。
低压铸造是让液态金属受到压力的作用，填充到型腔之中，从而形成铸件。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
随着社会发展和科技进步，汽车轻量化已经成为汽车制造业的发展趋势。
轻量化可以提高汽车的燃油经济性和行驶性能，减少对环境的影响，因此越来越受到汽车制造商和消费者的重视。
镁合金和铝合金作为轻量化材料，具有重要的应用价值，在汽车轻量化上发展迅猛。
让我们来了解一下镁合金和铝合金的特性。
镁合金具有密度低、强度高、刚性好、吸能较高、抗冲击性好、无磁性、良好的耐蚀性等特点，因此在轻量化领域具有广泛的应用前景。
而铝合金具有密度低、强度高、导热性好、成型性好等特点，也是汽车轻量化的重要材料之一。
在汽车制造业中，镁合金和铝合金已经得到了广泛的应用。
在车身上，铝合金能够大幅度减轻车身的重量，提高汽车整体的燃油经济性和行驶性能。
而在发动机和变速箱上，镁合金的应用也能起到减重的效果，提高动力输出和传动效率。
镁合金和铝合金还能用于汽车内饰、底盘和悬挂系统，进一步提高汽车的轻量化程度。
随着汽车制造业结构调整和技术创新，镁合金和铝合金在汽车轻量化领域的应用也在不断发展。
一方面，随着镁合金和铝合金的生产工艺不断完善，材料的性能和稳定性得到了大幅提升，从而更好地满足了汽车制造的需求。
随着汽车工业对环保要求不断提高，汽车制造商更加注重轻量化材料的应用，以降低汽车的碳排放和节能减排。
镁合金和铝合金作为轻量化材料，在汽车制造业中具有重要的应用价值。
在未来的发展中，镁合金和铝合金的应用将会继续扩大，并且会不断面临新的挑战和机遇。
相信在科技创新和产业发展的推动下，镁合金和铝合金在汽车轻量化领域的应用将会更加广泛，为汽车制造业的发展注入新的动力。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着汽车行业的不断发展，轻量化已经成为了一个不可忽视的趋势。
在其中，采用轻量材料制造汽车成为厂家们关注的热点。
目前，常用的汽车轻量材料主要包括铝合金和镁合金。
两种材料都具有轻量化的优势，因此，在汽车行业中得到广泛应用。
本文将详细介绍镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势。
铝合金具有良好的强度和变形性能，在汽车制造方面，主要应用于车门、引擎盖、车身结构等部位。
采用铝合金材料可以减轻汽车自身重量，提高汽车性能，降低油耗，对环境保护也有积极意义。
在汽车行业中，铝合金的应用主要分为铸造和锻造两个方面。
铸造是指将铝合金液体浇注到模型中，形成所需零件的过程。
铸造工艺简单，成本低，铝合金铸件表面光洁度高，是制造车身等结构的首选材料。
锻造是通过将铝合金加热到一定温度，然后在模具中加工成所需形状的过程。
锻造工艺比铸造复杂，但其优点是可以制造出尺寸精度高、表面光洁度好的零件。
目前，铝合金在汽车行业的应用仍然处于起步阶段，主要原因是铝合金的成本较高，在大规模生产方面存在一定的限制。
镁合金具有较低的密度和较高的强度，可实现同等强度和刚度条件下，重量比铝合金更轻25%。
由于其密度低且易于加工，适用于复杂的结构和大规模高速生产。
因此，在汽车行业中，镁合金得到了广泛应用。
镁合金在汽车行业中的应用主要是车身、内饰、发动机和底盘等部件。
在车身方面，镁合金可以减少车身重量，提高汽车的性能，降低油耗。
在内饰方面，镁合金可以制造出高档次、轻量化的内饰，提升汽车的豪华感和品牌形象。
在发动机和底盘方面，镁合金可以提高发动机运转效率，减少底盘重量，减少路阻，降低油耗。
结构复杂和成本高是镁合金在汽车行业中应用受限的主要原因。
以车身为例，目前采用镁合金制造车身仅限于高档车，而在普通车的应用方面，因高成本和材料强度等问题，仍有较大的局限性。
镁合金铝合金复合材料具有双重优势，镁合金具有低密度、高比强度、高耐热性等优点，铝合金具有良好的刚度和变形性能。
镁合金、铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金、铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势作者：张金玲来源：《科技创新导报》2019年第28期摘; ;要：随着汽车产量和销量的增加，在汽车生产和使用过程中所产生的能源消耗和污染物的排放日益增加，与此同时给环境带来的污染也日益突出。
因此为推进汽车工业的可持续发展，在保证汽车的刚度、强度、安全性能的前提下，通过改变汽车结构和零部件的材料，实现汽车轻量化，对提高汽车的燃油效率和减少污染物的排放具有非常大的促进作用。
汽车轻量化不仅可以节能减排，还可以提升汽车在驾驶过程中的稳定性和动力学性能。
本文主要阐述的是当前应用最广的汽车轻量化材料镁合金、铝合金，分析了他们的特点和优势，以及未来在汽车轻量化上的发展趋势。
关键词：汽车; 轻量化; 镁合金; 铝合金中图分类号：TG146; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0092-02从目前的发展趋势来看，为了保护环境、节约能源和资源，未来汽车研发将更注重汽车轻量化设计。
在汽车生产制造中采用高强钢、铝合金、镁合金、复合材料等轻量化材料可以有效实现汽车轻量化，另外采用先进化的制造工艺，比如热成型、激光拼焊、液压成型等也可以实现汽车的轻量化。
铝合金凭借低密度、良好的耐蚀性、易于加工性等优点在汽车轻量化过车中得到了广泛的应用。
镁合金因其密度最低，且具有良好的压铸成型性、尺寸稳定性和良好的阻尼系数，在汽车轻量化中也具有不可替代的优势[1]。
1; 镁合金1.1 镁合金的优势镁合金是目前工业用金属材料中最轻的合金，同时具有良好的抗振和降噪能力，在汽车驱动和传动部件上应用镁合金可以很好地吸收因震动产生的能量，起到减震效果。
镁合金还具有很好的抗干扰能力，可以屏蔽电磁引起的干扰。
镁合金具有良好的铸造性能和切削加工性能，镁合金的熔点比铝合金要低，镁合金的融化潜热低，在铸造过程中，镁合金充型性好，凝固速度快，非常适合铸造薄壁零件，在熔化再回收过程中消耗的能量也比较少，所以镁合金还具有良好的可回收性能。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着社会的发展，人们对汽车的安全性和环保性提出了更高的要求。
同时，考虑到汽车的运行效率，轻量化已经成为汽车制造业的一个重要趋势。
轻量化不仅可以减轻汽车自身的重量，从而提高汽车的能效和耐用性，还可以减少对环境的影响。
在汽车轻量化的领域中，镁合金和铝合金是两种常见的轻质材料。
这些材料具有轻、强、耐腐蚀等特性，因此被广泛应用于汽车制造业。
以下是关于镁合金和铝合金在汽车轻量化领域的应用以及发展趋势的一些介绍。
一、镁合金的应用1.发动机系统镁合金被广泛应用于发动机系统中，如进气歧管、缸体、缸盖和飞轮等。
这些零部件的重量比传统材料轻30%，可以降低发动机的总重量，从而减少油耗和废气排放。
2.底盘系统镁合金可以用于制造底盘系统部件，例如底盘面板、垫片和弹簧梁等。
这些部件的重量比钢铁材料轻50%左右，可以显著降低整个底盘系统的总重量，从而提高车辆的稳定性和操控性。
3.车身结构镁合金可以作为车身结构材料，例如车架、门板和车门边框等。
与钢铁材料相比，镁合金可以减轻车体重量，并提高车辆的安全性和耐久性。
铝合金是车身结构材料的主要选择之一。
与钢铁材料相比，铝合金具有更轻的重量、更高的强度和更好的耐腐蚀性能。
因此，铝合金制造的车身结构材料可以减轻车身重量，并提高车辆的燃油效率和行驶性能。
铝合金可以用于制造悬挂系统部件，如减震器和支撑臂等。
悬挂系统的轻量化可以降低车辆的重量，并改善车辆的操控性。
铝合金可以用于发动机系统的制造，例如汽缸盖，进气歧管和散热器等。
由于铝合金具有良好的导热性和耐高温特性，因此可以提高发动机的热效率和性能。
三、发展趋势1.高强度材料未来，从汽车轻量化的角度出发，汽车制造业将更加注重研发高强度材料，以满足汽车减重要求的同时，具备足够的强度和可靠性。
2.新型合金在镁合金和铝合金领域，新型合金的开发和应用是未来的发展方向。
由于新型合金具有更好的特性，如更高的强度、更好的耐腐蚀性和更佳的可塑性，因此在汽车轻量化的领域中具有更广泛的应用前景。
轻金属材料铝和镁在东风汽车上的应用
轻金属材料铝和镁在东风汽车上的 应用／ 袁海波， 褚东宁， 明 等 康
ｄ ｉ ０３ ６ ４ｉ ｎ１ ０ － ５ ０２ １ ．４０ １ ｏ： ．９ ９ ． ｓ ．０ ５ ２ ５ ．０ ０ ．０ ｌ ｓ １
涟
袁海波 ， 东 宁， 褚 康 明 ， 雷 健 ， 泽 忠 王
（ 风 汽车 有 限公 司 东 风 商 用 车 技 术 中心 ， 汉 ４ ０ ５ 东 武 ３０６
在汽 车 工业保 持 高速发 展 的 ２ １ ０ ０年 ， 国汽 车 我
产 量达 到 ｌ８ ６４ ２ ．７万 辆 ， 比增 长 了 ３ ．４ ， 为 同 ２４ ％ 成 有史 以来 世 界最 大 的汽 车产 销 市场 Ｅ。 然而 我 们将 １ ］
和 镁具 有 低 密度 、 能 耗 、 回 收性 好 、 低 可 比强 度 高等
１１ 铝 合金 的应 用 ．
铝 合 金 在 东 风 商 用 车 早 期 产 品 中 的应 用 仅 局 限
题 的有 效途 径 之一 。 因而 在 “ 碳 绿色 、 低 节能减 排 、 和 谐 发展 ” 国家政 策法规 的驱 动 下 ， 内各 汽车 制造 的 国 企 业在 寻 找新 能源 的 同时 ，汽车 轻量 化成 为重 要 的 研 发 目标 。
１ 铝 和 镁 在 东风 汽 车上 的应 用
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｌ ｇ ｔｍｅ ａｓ ｔｋ ｈ ｍｐ ｒ ｎ ｏｅ Ｏｌ ｔ ｅ ｌ ｈ ｗｅｇ ｔａ ｔｍｏ ｉ ｓ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉｈ ｔ ｌ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｏ ｔ ｔ ｒ ｌ ｉ ｈ ｉ ｔ ｉｈ ｕ ｏ ｂ ｌ ．Ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ａ ｕ ｎ ｍ ｌ ｙ ｎ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌ ｙ ｎ Ｄ ｎ ￣ｎ ｒ ｃ ｓ ａ ｄ Ｐ ｓ ｅ ｇ ｒ ｖ ｈ ｄ ｌ ｎ ｈ ａ ｓ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｏ ｅ ｇ ｌ ｍｉ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｄ ｍａ ｎ ｓｕ ａ ｌ ｓ ｏ ｏ ｇ ｇ ｔ ｋ ｎ ａ ｓ ｕ ｅ ｅ ｉ ｃｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｇ ｐ ｏ ａ ｅ ｔ ｆｒ ｉ ｎ ｏ ｏ ｕ ｈ ｍｏｏ ｓ Ｉ ａｓ ｈ ｗｓｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｇ ｔｍｅａ ｓｏ ｏ ｇ ｇ ａ ｔｍｏ ｉ ｓｉ ｈ ｔ ｒ ． ｔｒ ． ｔ ｌｏ ｓ ｏ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔ ｆｌ ｈ ｔｌ ｎ Ｄ ｎ ￣ｎ ｕ ｏ ｂ ｌ ｎ ｔ ｅ ｆ ｕ ｅ ｃ ｏ ｉ ｅ ｕ Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｔ ｌ ａｕ ｎ ｕ ａｌ ｙ ； ｇ ｅ ｉ ｍ ｌ ｙ ； ｕ ｏ ｂ ｌ ；ｉｈ ｗ ｉ ｈ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｔｍｅ ａ ； ｌ ｍｉ ｉ ｍ ｌ ｓ ｍａ ｎ ｓ ｇ ｏ ｕ ａ ｌ ｓ ａ ｔ ｍｏ ｉ ｌ ｔ ｅ ｇ ｔ ｏ ｅ ｇ
运载装备轻量化用铝、镁合金高效设计制造关键技术与产业化应用
运载装备轻量化用铝、镁合金高效设计制造关键技术与产业化应用1.引言概述部分的内容可以写成以下样式:1.1 概述近年来，随着工业技术的不断发展和运输需求的不断增加，轻量化设计制造成为了装备制造行业的热点话题。
轻量化装备能够有效减轻运载装备的重量，提高装备的性能和效率，同时降低能源消耗，减少环境污染，因此备受各个行业的青睐。
在轻量化设计制造中，铝合金和镁合金作为重要的材料成为了研究的重点。
铝合金具有优异的力学性能和良好的加工性能，而镁合金则具有较低的密度和较高的强度。
因此，研究和发展铝、镁合金的高效设计制造关键技术对于实现装备的轻量化具有重要的意义。
本文旨在系统总结铝、镁合金在运载装备轻量化设计制造中的关键技术，并探讨其产业化应用情况，以期为相关领域的研究提供参考。
在接下来的章节中，我们将分别介绍铝合金轻量化设计制造技术和镁合金轻量化设计制造技术的研究进展和应用情况，并对其发展趋势进行展望。
通过本文的阅读，读者可以了解到铝、镁合金在轻量化设计制造领域的应用前景和挑战，并为相关产业的发展提供技术支持和指导，推动装备制造行业向着更加高效、环保的方向发展。
文章结构部分主要介绍文章的整体框架和组织结构，下面是1.2文章结构部分的一个示例内容：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行组织和呈现：第一部分为引言，主要对本文的主题进行概述，介绍运载装备轻量化用铝、镁合金高效设计制造关键技术与产业化应用的背景和意义。
此外，我们还会介绍本文的目的和论述方法。
第二部分为正文，主要分为两个章节，分别介绍铝合金轻量化设计制造技术和镁合金轻量化设计制造技术。
对于每种合金材料，我们将详细探讨其在运载装备轻量化方面的关键技术，包括材料性能特点、设计原则、制造工艺等。
同时，我们还将介绍相关技术的研究现状和进展，并提供一些具体的案例分析以便读者更好地理解和应用这些技术。
第三部分为结论，主要对本文进行总结，并展望运载装备轻量化用铝、镁合金高效设计制造关键技术与产业化应用的发展前景。
镁铝合金件铸造工艺的优化路径及主要缺陷探讨
137前沿技术L eading-edge technology镁铝合金件铸造工艺的优化路径及主要缺陷探讨王志超（中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江 哈尔滨 １５００６６）摘 要：镁铝合金件作为一种轻质材料在多个领域有广泛应用，但由于其在铸造过程中存在膨胀系数较大的问题，这给行业带来一定挑战。
为了克服这一问题，行业需要采取措施来抑制镁铝合金件材料的膨胀系数、加强对材料的监控和控制以及推广新型的铸造工艺和设备。
未来，行业需要深入研究镁铝合金件材料和建立更完善和高效的铸造流程，更好地利用其性能，推动相关行业的发展和进步。
关键词：镁铝合金件材料；铸造工艺；优化路径；主要缺陷中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１８－０１３７－３Optimization Path and Main Defects Discussion of Magnesium Aluminum Alloy Casting ProcessWANG Zhi-chao（Ｃｈｉｎａ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｈａｒｂｉｎ Ｄｏｎｇ＇ａｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １５００６６，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ， ａｓ ａ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｉｅｌｄｓ， ｂｕｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｈｉｇｈ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔｈｉｓ ｐｏｓｅｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｔａｋｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｎｅｗ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅｉｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Keywords: ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ； Ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｐａｔｈ； Ｍａｉｎ ｄｅｆｅｃｔｓ收稿日期：２０２３－０７作者简介：王志超，男，生于１９８８年，汉族，内蒙古赤峰人，硕士，工程师，研究方向：铝镁合金铸造。
2012-09-车身用铝_镁合金先进挤压成形技术及应用_李落星
Advanced Extrusion Technology and Application of Aluminium, Magnesium Alloy for Vehicle Body
LI Luoxing1 ZHOU Jia1, 2 ZHANG Hui2
(1. State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Hunan University, Changsha 410082; 2. College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082)
月 2012 年 9 月
李落星等：车身用铝、镁合金先进挤压成形技术及应用
37
限元模拟过程中网格发生严重畸变，网格数量大， 计算效率低，需要反复计算模拟挤压过程，对工程 问题难以快速反应。 基于上述原因，笔者课题组提出了等温挤压技 术，即控制挤压型材在出模口的温度为一恒定温度 的挤压生产过程。将三维有限元模拟技术和比例— 积分—微分 (Proportional-integral-derivative, PID) 控 制原理相结合，采用基于数值模拟的等温挤压加工 方法， 控制挤出型材在长度方向的性能和尺寸精度， 减少宽幅型材的翘曲量，提高挤出型材的尺寸稳定 性。 同时控制型材出模口温度和模具模面受力情况， 提高模具使用寿命。 为实现笔者课题组提出的等温挤压过程，根据 挤压型材的性能要求，确定其出模口温度为目标温 度，并确定挤压该型材的挤压工艺，如挤压坯料和 工模具的初始温度和挤压杆速度。采用该工艺对挤 压过程进行数值模拟，根据型材出模口出温度变化 情况，与目标温度进行对比，采用 PID 控制方法， 实时调节挤压杆速度，直至挤压过程完成，进而可 以得到模拟均一型材出模口温度的挤压杆速度变化 曲线，将其应用到实际挤压机的速度控制系统，从 而实现挤出型材的出模口温度维持恒定。 PID 控制过程中，型材目标出模口温度和型材 实际出模口温度的差值为输入变量，以挤压杆速度 增量为输出变量。笔者课题组采用的 PID 控制为增 量式数字 PID 控制法。其中控制规律为 u (k ) Ae(k ) Be(k 1) Ce(k 2) 式 中 ， u (k ) 为 控 制 增 量 ； k 为 采 样 序 号 ， k 0,1, 2, ； e(k ) 为第 k 次采样时刻输入的型材出 e(k 1) 为第 k 1 次采样时刻输入的 模口温度差值； 型材出模口温度差值； e(k 2) 为第 k 2 次采样时 刻输入的型材出模口温度差值； A K P K I K D ， B K P 2 K D ， C K D ，且 KP 为比例系数； K I 为 积分系数，表示为 K I K PT / TI ； K D 为微分系数， 表示为 K D K PTD / T 。 所述 PID 控制中参数 KP、KI 和 KD，在挤压模 拟过程中，采用工程整定法中的试验试凑法对其进 行整定。整定后，在挤压过程中可根据温度变化情 况实时改变参数值，实现变参数的 PID 控制过程。 将以上确立的 PID 控制模型引入到有限元数值 模拟软件中，结合具体的镁合金或铝合金挤压型材 截面形状和挤压工艺参数 ( 如挤压坯料和工模具温 度、初始挤压速度等)进行挤压过程模拟，实现挤压 杆速度的模拟优化，优化过程完成后就可得到该合 金等温挤压的挤压杆速度曲线。采用这种方法只需
铝镁合金精密加工技术研究
铝镁合金精密加工技术研究摘要：铝镁合金具有比重小、强度高、集成化设计、耐腐蚀等点，在航空发动机上有广泛的应用；对铝镁合金精密加工过程中容易产生的问题以及加工特点进行了初步探究。
关键词：铝合金镁合金精密加工机匣一材料的特点铝镁合金具有比重小、但强度比较高、集成化设计、耐腐蚀、结构复杂等点，一般含在航空发动机的前端减速、进气、附件传动、滑油等部件中。
在加工过程中刀具的材料和性能、机床转速、切深、进给速度、工艺路线的安排和各个加工阶段需要注意的事项均对加工质量有很大影响。
二材料的切削加工性能铝合金密度低，强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有良好的导电性，导热性和耐腐蚀性，在工业上广泛使用，其在加工切削过程中，铝合金具有以下几点性能：1.铝合金的硬度和强度低，容易加工；2.铝合金的导热性好，切削时温度不会升高太多；3.以硅作为主要合金化元素的铝合金，其微观组织结构含有高硬度（HRC51)硅质点，加剧刀具磨损。
铝-硅合金中添加铜元素后，可以改善切削加工性；4.铝-锰系、铝-锌-锰系铝合金的切削加工性好。
镁合金密度小，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、钍以及少量镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
其切削加工性能如下：1.在相同条件下，切削功率约为铝合金的1/2；2.镁合金切屑呈薄碎片状，但细薄的镁合金切屑在小余量切削时，容易起火。
3.切削镁合金时，可采用较大的切削深度和很高的切削深度。
不论是否使用切削液，都不需要磨削和抛光，即可获得很好的表面光洁度。
三选用刀具材料、牌号、性能及适用范围在铝镁合金类零件的切削加工过程中，刀具的选择直接影响零件的加工质量，一般选择的刀具的材料性能等如下表所示：选用刀具材料、牌号、性能及适用范围四机械加工过程中需要注意的事项4.1切削加工阶段铝镁合金的燃点低，在机械加工过程中产生的切屑和细粉末都有燃烧爆炸的危险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铝合金材料在汽车上的应用与展望
华晨汽车工程研究院 赫立远
2013年3月27日
目 录
一、铝合金材料在汽车行业上的应用趋势
二、铝合金材料在华晨汽车上的应用
三、汽车用铝合金材料的应用展望
1
一、铝合金材料在汽车行业上的应用趋势
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。
2
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。
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、镁合金等。
本文就华晨汽车用铝合金材料
的现状及发展趋势做以介绍。
3
铝合金材料的特点
铝的密度小，仅为2.7(属轻金属)，约为钢的1/3，而且耐蚀性好。
铝有较好的铸造性，由于铝的融化温度低，所以流动性好，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，
有些铝合金还可以使用热处理
强化，使抗拉强度可超过600MPa
，与低碳钢相比，比强度
（强度与密度之比）可胜过
某些合金钢。
4
铝合金在汽车上的应用优势
重量轻
力学性能好
机械加工性能良好
铸造工艺性好，可
制作薄壁复杂零件
耐腐蚀性能良好
5
铝合金在汽车车体上的应用现状
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。
目前,全世界耗铝量的12 %～15 %以上用于汽车工业,有些发达国家已超过25 %。
…某车型铝合金的应
用
6
2010款奥迪A8白车身大量采用铝合金材料
7
2012款奥迪A3双开门版，在发动机盖
内外板、翼子板、副车架中都使用了
铝合金。
8
汽车用铸造铝合金的主要零部件
发动机系统：发动机缸体、缸盖、发动机托架等 传动系统：变速箱壳体、离合器壳、传动箱换挡 端盖等
底盘系统：转向机壳、制动钳、车轮、操纵叉等 其他部件：离合器踏板、方向盘、发动机框架、 ABS系统部件
9
汽车用形变铝合金的主要零部件
车身部件：发动机罩、车顶盖、车门、翼子板、 行李箱盖、车身骨架及覆盖件等。
热交换器部件：中冷器、
空调冷凝器和蒸发器等。
其他部件：座椅骨架、
保险杠横梁及装饰件等。
10
目前，国内汽车上用铝主要分布在发动机、热交换器、轮毂、自动变速器壳体、转
向管柱等部件上。
而在车身上的应用尚处于
起步阶段，这就给主机厂与铝合金配件企业
同时提出了挑战和机会。
机会挑战
11
铝合金应用的主要障碍
加工成型难度
连接问题
涂装问题
价格成本问题
12
二、铝合金材料在华晨汽车上的应用
华晨某车型下车身应用铝合金材料
13
华晨某车型门盖应用铝合金材料
高强钢分
布图
铝合金分
布图
14
华晨某车型变速箱壳体应用铝合金 材料ADC12
15
铝合金材料在华晨某发动机中应用实例——缸盖
发动机缸盖早期有采用铸铁材料，现在均采用铝合金材料
铝合金缸盖
16
当前发动机缸体分铸铁和铝合金两种
铝合金优点：
重量：铝缸体美观，质量轻，同排量铝缸体能减重20kg。
散热性：铝缸体更好。
抗爆性：铝缸体优于铸铁缸体。
铝缸体铸铁缸体
17
铝合金材料在华晨某发动机中应用实例——缸盖罩
铝合金缸盖罩优点：
开发快，投入小。
在实际应用中，铝缸盖罩变形小，与缸盖的密封好。
NVH效果好。
铝缸盖罩
18
铝合金材料在华晨某发动机中应用实例——油底壳
铝合金油底壳
19
铝合金材料在华晨某发动机中应用实例——正时罩
铝正时罩
20
正在筹划研发的某车型铝合金仪表板横梁
优点
主体形状可根据设计需求进行调整,更加服从装配要求,
适合前仪表盘匹配关系复杂车型；仪表横梁本身不生锈，
保证周边环境以及车耐久使用，增加车的安全系数。
横梁重量相对于DC01钢减少为原来的 1/3左右，强度保持不变。
一方面可以减少在线工人的劳动强度和整车重量，另一方面仪表板区域因强度保持不
变，
重量减少，横梁固有模态得到提高。
缺点
冲压单件质量要求高,焊接匹配关系直接影响焊接质量及性能,所以对工装要求高.从而直接造成废品率和成本增加。
铝合金材料成本和焊接成本较高，总体价格比钢铁材料至少增加一倍左右。
开发铝合金仪表板横梁需要主机厂与铝合金部件厂一起开发研究。
21
正在筹划研发的某车型铝合金保险杠横梁
某款车前保险杠横梁
22
铝合金材料计划在华晨某车型底盘中的应用
23
三、汽车用铝合金材料的应用展望24
随着中国汽车工业与世界的接轨，中国已成为世界第一汽车生产国。
但目前我国自主汽车工业中所使用的铝制零部件还较少，这与我国汽车工业的发展尤其是与当前轿车生产的发展形势很不协调，因此，加速铝合金材料在国产汽车中的研制、开发和应用具有十分重要的意义。
中国汽车用零件正面临全球能源回收、环保和较大量私车需求的挑战，而铝合金零件将更适合将来的这些趋势，并能满足越来越多的需求。
在汽车工业中，零部件的轻量化与高强度对于汽车节能降耗、提高安全系数具有显著作用，铝合金因为具有良好的成型性能和较好的强度、耐腐蚀性等优点，被越来越多的应用到汽车底盘、发动机及车身中。
提高汽车的用铝量，实现轻量化，已经成为当今汽车制造业技术进步的一个重要环节。
铝合金材料在汽车上的应用前景将是一片光明！
25。