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新型汽車車身鋁合金板的研發

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新型汽車車身鋁合金板的研發

發布日期:2020-06-29 作者: 點擊:

新型汽車車身鋁合金板的研發

一、現代汽車車身鋁合金板材料的組成

車身是形成汽車的主構架部分,是由許多零部件構成的。在噴漆處理前的車身被稱做白色車身,是汽車中質量最重的部件。車身分外板和內板兩部分。

外板材:適用具有優良的耐蝕性及成形性和時效硬化性材料。

內板材:適用優良的成形性及耐蝕性的材料。

骨架材:適用強度、焊接性優良的材料。

擠壓材(端面密封):適用擠壓性、焊接性優良的材料。

二、對現代汽車車身用鋁合金板材料的基本要求

車身是形成汽車的主體部分之一,也是現代汽車輕量化的主要部分。車身呈流線型,形狀十分復雜,曲面大而多,成形十分困難;車身是汽車的重要承力結構而且要承受空氣阻力;車身由許多零部件組成,需要組焊和焊接;此外,車身材料還需要有耐磨性、耐候性和抗腐蝕性能等等。

現代汽車車身鋁合金板材料應具有以下基本性能: 

a.具有中等以上強度和剛度;

b.具有良好的塑性,可適應深沖變形; 

c.具有良好的可焊接性;

d.具有一定的耐蝕性和耐磨性

e.具有可自時效性

f.密度低、比強度、比剛度高。

三、目前汽車鋁合金板的研發情況

1.為了尋找優質的現代汽車用車身板材料,世界各國作了很多的工作,對高強鋼、高強不銹鋼、鋁合金、鎂合金、復合材料及塑料進行大量對比研究。近年來,鋁合金材料在現代汽車車身上的應用尤其受到青睞。

2.長期以來,各國學者和工程師對Al-Cu(2xxx系)、Al-Mg-Si(6xxx系)和Al-Mg(5xxx系)等幾十種鋁合金進行了深入研究。經過對比篩選確認,6xxx系合金材料具有最佳的綜合性能。

美國汽車制造商多選用具有較高強度的6111合金,歐洲更多采用是有較好成形性的6016。最新研究表明,6005A合金的性能也較理想。日本為達到緩沖目的、增強抗沖擊強度,十分注重使用3.6xxx系的高強度合金“口”、"日”、“目”、"田”字形狀的薄壁和中空型材,研制開發高性能用鋁板和增強緩沖性能的鋁擠壓材。在6xxx系合金中,6009和6016合金具有相近的力學性能,其T4狀態下的較低,但有優異成形性,可與5182-O板相媲美,且不出現勒德斯線.目前,歐美等國主要以6xxx系合金為基礎開發鋁合金車身板,如車蓋以及車門等車身構件。歐美廣泛使用6016合金,北美主要使用6111合金及抗腐蝕好的602合金等。

四、汽車車身鋁合金板的重點研發新方向和內容

1.汽車車身鋁合金板研發新方向

汽車用鋁合金板材、尤其是汽車用鋁合金外板是鋁合金板材生產中的頂級產品,在其研究中重點需解決的是抗時效穩定性、成形性、烘烤硬化性、翻邊延性、油漆光鮮均勻性、抗凹性、表 面處理技術等這些既相互聯系又相互矛盾的特性的匹配和統一,滿足鋁合金汽車板的力學性能、工藝性能、構件成形性以及零部件的功能要求。

2.汽車車身鋁合金板其具體研究內容

通過合金成分設計軟件,完成汽車外覆蓋件用鋁合金板合金系列的選擇和確定,以首先滿足板材的成形性為依據,確定Fe、Mn、Mg、Si、Ti和Zn等合金元素及含量對板材不同性能的影響,達到最高的性價比及最佳的性能匹配。

主要內容包括:

  1. 熱軋板的均勻化和組織細化處理技術;

  2. 冷軋工藝控制及優化技術;

  3. 合理和優 化的預處理技術;

  4. 板材晶粒度及第二相細化和均勻性的控制技術;

  5. 鋁合金汽車板成形性和抗凹性的評估方法;

  6. 翻邊延性的表征參量、試驗方法及影響因素和評價指標的研究;

  7. 研究鋁合金的連接方法,包括不同的焊接方法、連接、鉚接方法等連接技術。

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