铝合金板材在汽车生产中的应用

中的应用
张兴 禹 张箭冲 王连友 徐 洋
（ 东北轻合金有限责任公司 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要： 在汽 车制造与生产过程 中， 对材料 的性 能、 质量要 求都非常 高， 并且 对材料方 面的成本投入 也有一定 的考虑 ， 铝舍金板材 的 应 用能够满足轻量化 、 节约成本 、 质量保证等方 面的要 求 ， 目前 ， 铝合金 板材在汽 车生产 中已得 到 了广泛的应用 ， 为 了更好 的推 广与应用 铝合金板材 ， 针对 当前铝合金板 材在 应用 中存在 的问题 以及研发方 面进行分析 ， 并结合现代铝合金板材的应用范围给予 阐述。 关键词 ： 铝合金板 材 ； 汽 车生产 ； 轻量４ Ｌ； ￣－ Ｔ － － Ｔ － 艺； 应 用范围 汽车工业 已经达到全球化 发展 的形势 ， 随着经济 、 社会 不断发 化 的措施 ， 利用 主元素含量分析 ， 了解其 中各种主元素含量 比例 ， 对 展， 人们对节能 、 环保 的重 视越 来越高 ， 并 成为汽车生产 中需要重点 其进行科学控制 ， 试用不 同稀土元素 ， 控制时效析出行为 ， 将 铝合金 考 虑与实现 的要求 ， 因此 ， 一些能够满 足轻量化标 准的新 型材料成 主元素 中的有害气体成分和一些 无用的杂质成分清除 ， 提高铝合金 为 了吸引人们 眼球 的关键 ， 特别是铝合金板材成 为汽车生产 中最为 金相组织 的效果 ， 进 而提高铝合金板材 的质量 ， 成为性能 良好的汽 关 注的焦点 ， 它具 有密度小 、 抗 冲击性 、 耐腐 蚀 、 可回收再利用 等优 车 板 势， 凭借 这些优势 在汽车生产 中有着 良好 的发展 前景 ， 加强对 铝合 其次 ， 改 进轧制及 热处理工艺 ， 优化 铝合 金板材使用性能 ， 实现 金板材 的应用研究也 因此变得非常重要 。 较佳 的性 能匹配 ：好 的成形性 能和高的耐腐蚀性 能及抗 凹陷性能 １我国铝合金在应用过程中存 在的问题 以及研发 方向 等。 目前较广 泛研究 的热处理工艺 （ 固溶时效处理 ） 有： 最终形变热 １ ． １ 应用中存在的问题 处理 Ｆ ｒ Ｍ Ｔ和回归再 时效处理 Ｒ Ｒ Ａ 。 加强 自主研发新 的铝合金材料 目前 ， 铝合金 板材不仅 能够 从供应 、 可 回收两个优 点满足 汽车 及新 的使用状态 ， 研制出成 形性 、 焊接性能更好 ， 适应性更强的新型 等制造行业对材料 的需求与节约要求 ， 同时还能够在质量 与性能方 铝合 金 ， 更好地满足现代汽车轻量化对铝合金材料的需求 。 面给予 对材料使用要 求的满足 ，铝合金板材 的主要特 点就是轻 量 ２ 国 内外 研 究 应 用现 状 化、 可回收、 性能好等 。但在现 阶段 ， 我国对汽车生产 中铝合金板材 ２ ． １国外汽车覆盖件用铝合金研究现状 应用 的研 究还不够重 视 ， 应 用范 围相对较 小 ， 并 且在研究 方面开 展 在 车用铝合 金板材 的研 发方面 ，世界各 国都取得 了一定 的成 力 度不足 ， 致使铝合金板材应用 中存在很多 问题 。 就， 涌现 出一批定 型 的合 金 ， 如美 国研制成 功 的 ５ １ ８ ２ 、 ２ ０ ３ ６ 、 ６ ０ ０ ９ 、 １ ． １ ． １ 研究力度不足 ， 不具备 系统性研究特点 ６ ０ １ ０铝 合金 ；欧美 最 早 在汽 车 车体 上使 用 的铝 合金 是 ２ ０ ３ ６和 我国对铝合金板材的使用越来越重视 ， 目前 已有一部分汽车类 ５ １ ８ ２ ， 美国在 车体 外覆 盖件 上采 用高强度 的 ２ ０ １ ６铝合金 ， 内板部件 １ ８ ２铝合金。 的制造企业 开始选用 铝合 金板 材 ， 并且 也有一些学者针对铝合金板 上采用成形性 良好的 ５ 材 等有关知 识与应用 开展研究 工作 ， 采用各 种实验方法进行铝合金 目前 ， 在 欧洲 、 美 国、 日本 等主要汽车生产 国 ， 一些轿车 的覆盖 福特 Ｍｏ ｄ ｅ ｌ Ｔ型汽车 、 福 时效特性 、 板材成 型性能 以及力 学性能等 多方 面的研究 ， 但 是 由于 件 已部分或全部采用铝合金材料 。如 亨利 ・ 相关研究缺乏 系统化 ， 研究结果最终达不到理想结果 。 特Ｐ ｒ ｏ ｄ ｉ ｇ ｙ 、 捷豹 ｎ ｅ ｗ Ｘ Ｊ 、 法 拉利 ３ ６ ０赛 车 、 Ｄ ａ ｉ ｍ ｌ ｅ ｒ — Ｃ ｈ ｒ ｙ ｓ ｌ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｗ ｌ ｅ ｒ 、 １ ． １ ． ２铝合金 板材应用 过程 中创新性不足 Ｖ Ｗ３ Ｌ Ｌ ｕ ｐ ｏ 、奥迪 Ａ ２ 、 Ａ ８及本 田混合动力轿车 、 Ｎ Ｓ Ｘ等车型的覆盖 我 国对汽车生产 中铝合金板 材的应用 过于依赖 已有 的汽车用 件全部为铝合金材料。福特 Ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ 、 丰田 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ等采用铝合金覆盖 铝合金 板材成 型产品 ，并且在 研究 中也 主要 是针对 有牌号 的铝合 件的部位主要集 中在轿车 的引擎盖 。其他 车型 ， 如雪铁龙 ｃ ６ 、 马自 金， 而对 铝合金板材新 型创新方 面的研究 明显 缺少 ， 至今所研 发出 达 Ｒ Ｘ 一 ８ 、 宝马 ５ 、 ７系列 等 ， 在 车顶 、 行 李箱盖 、 车门 、 翼 子板 等部位 的具有独特性 的新型变形铝合金 的种类 也非 常的少 ， 与一 些发达的 也采用铝合金材 料。 国家相 比， 在创新研究上 就已经相对落后很多 。 所 以加强研究力度 ， ２ ． ２国内汽车覆盖件用铝合金应用现状 实现具有系统性 、 创新性 的研究非 常重要 。 东北轻合金有限公司对轿车 门内用 ５ ７ ５ ４铝合金板 材进 行了研 １ ． １ ． ３生产工艺方面存在不足 发， 通过 实施“ 应用一发现一改进一再应用 ” 的数 次循环 ， 使板材 的 汽车用铝合金板材在生产过程 中， 其工艺水平对铝合金板材成 质量 缺陷逐一被解决 ， 生产 的 ５ ７ ５ ４ — ０铝合 金轿车车 门内衬 质量 稳 型性能的影响非常大 ， 而现阶段我 国在铝合金板材生产工 艺方 面还 定 。冲制成材率达到 ９ ９ ． ６ ％， 是我国首次批量生产 的小轿 车薄板 在 存 在技术不 成熟 、 技能不完 善等情况 ， 这主要源 于我 国相 关生产企 实 际制造覆盖件 中的正式使用 。 业对 汽车用铝合金加工 、 制造等方 面的知识 、 技术掌握 能力 不足 ， 生 徐州财发联合重 庆汽车研 究院 、中国矿业 大学对汽车 ６ ０ ０ ０系 产经验又相 对较少 ， 因此 ， 除 了能够 生产一些有 牌号（ 如： 东北轻合 铝合 金覆盖件板材 进行 工艺技术攻关 ， 并取得 了很大进展 ， 批量 生 金加 工的轿车车门用 ５ ７ ５ ４铝合金板等 ） 的铝合金产 品外 ， 其他适用 产 出的板材经长安 汽车公司冲制成发 动机 覆盖件 ，其成品率超 过 Ｏ％ 。 牌号 的铝合金板材 生产 能力 相对 较差 ， 工艺上的差距是直接导致生 ９ ２ ０ ０ ９年 １ ２月 国内首条 汽车 车身板 生产线 在西南 铝业 建成投 产能力 落后 的原因 ， 这与 国外 的铝合金板材 生产能力相 比， 质量 、 性 能等方 面都存 在一定 的差距 ， 工艺 的缺 陷导致常见的质量与性能 问 产 ， 并实 现批量生产 ， 从此车身板长期依赖进 口的局面被 打破 。 该公 题有 ： 力 学性能不 达标 、 破 裂现象多 、 光滑度 低 、 起皱、 尺寸不精准 、 司生产 的各种汽车车身板 带的性能均可与进 口产品媲美 ， 得 到用户 认可 。除轿车外 ， 客车 的生产也涉及 到了铝合金板材 的使用 。２ ０ ０ ８ 综合性能不能满 足使用要求 等等 。 １ ． ２铝合金板材在汽车生产中的研 发方 向 年 美 国 铝 业 与 郑 州 宇 通 共 同 研 制 的 新 一 代 节 能 环 保 全 铝 Ｋ ６ １ ２ ６ Ｈ Ｇ Ｅ型公交客车。传统的钢制车门的质量高达 ２ ２ ． ７ ｋ ｇ ， 而该 以上所提 到的问题是制 约铝合金板材被广泛应用 的关键 ， 因此 Ｚ ０ ． ２ ｋ ｇ ， 下降了 ５ ５ ． １ ％。车身重量 比同类传统 需要对 问题进行及 时解决并作 出更好的研究成果 ， 首先要从铝合金 车 的铝合金 车门只有 １ 板材 的生产工艺 、 热能处 理 、 冲压成形 等多方面人手研究 ， 并结合汽 客车减轻约 ４ ６ ％， 轻便 省油 。 参考文献 车生产 中对铝合金板材性能要求进行 考虑 与研究 ， 以提高汽车零件 部件加工与使用性能为 目标 ， 采取有效 的研究方案 ： ｆ １ ］ ｘ Ｆ 磷． 热处理对汽 车车 身用 ５ １ ８ ２铝合金 板性能的影响『 Ｊ ］ ． 热加 工 首先 ， 加强熔铸 工艺 的提 升 ， 保 证铸锭质 量符合 汽车零件部 件 工 艺 ． ２ ０ １ ６ （ １ ０ ） ． 使用 要求 ， 加强 均火 的实 现 ， 利用 在线 细化晶粒技术 、 铸锭 连续均匀 『 ２ １ 于瑞 海． 铝合金材料在现代汽车轻量化制造技 术中的应用『 Ｊ １ ． 工业， 化处理技术 以及在线净化铝合金溶体技术 等 ， 以保证铝合金板 材塑 ２ ０ １ ５ ＠ ５ ） ． 性， 可加工性 ， 提高铝合金板材成型性能。同时�