李政昆+黃國(guó)龍

摘 要：汽車(chē)輕量化就是要應(yīng)用一些輕質(zhì)的材料，比如鋁合金板材，其特點(diǎn)就是密度小、強(qiáng)度大、耐腐蝕性強(qiáng)、抗沖擊性也比較好、以及再生性強(qiáng)等，因此深受廣大汽車(chē)企業(yè)的歡迎。因此本文就對(duì)鋁合金板材在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)覆蓋件；鋁合金；輕量化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.032

鋁合金具有抗震性等特征，能夠在碰撞發(fā)生時(shí)大幅度減少?zèng)_擊力和動(dòng)能，使得汽車(chē)安全性得到大大提升，因此在汽車(chē)方面應(yīng)用鋁合金板材有廣闊的前景。

1 汽車(chē)應(yīng)用鋁合金的種類(lèi)及特點(diǎn)

目前主要是汽車(chē)的覆蓋件應(yīng)用鋁合金板材，主要有三類(lèi)，即2000系列、5000系列、以及6000系列，每個(gè)系列所含的鋁合金元素不同、質(zhì)量也不同。其中2000系列，也叫AI-Cu系列，如2036鋁合金，其具備良好的鍛造性、焊接性以及硬化性，在加上Cu，有效的提高了鋁合金的力學(xué)性能，尤其是涂裝烘干后的30分中左右，其硬化性還會(huì)上升到一個(gè)檔次。但是跟其它鋁合金相比，其抗腐蝕性比較差，因此最近幾年應(yīng)用的不是很廣。

5000系列鋁合金具有非常高的抗腐蝕性特點(diǎn)，其含有Mg原子，跟鋁可以相溶，形成固溶強(qiáng)化效應(yīng)，從而成為了非熱處理強(qiáng)化合金。由于汽車(chē)覆蓋件的內(nèi)板形狀比較復(fù)雜，強(qiáng)度要求也不是很高，因此經(jīng)常應(yīng)用5000系列的鋁合金來(lái)提高其抗腐蝕性。

6000系列的鋁合金板材屬于可熱處理強(qiáng)化鋁合金，其可以將Mg控制在一定的范圍，在涂裝烘干時(shí)，要保證Mg和Si中間想均勻，從而提高了鋁合金板材的硬化性，不但提高了表面質(zhì)量，還能保證沖壓時(shí)，發(fā)生無(wú)滑移線現(xiàn)象。其整個(gè)綜合性能比較好，如耐腐蝕性好、沖壓成形性比較好、也比較容易涂裝、強(qiáng)度也適中，其最大的優(yōu)勢(shì)就是沖壓成形性，成形后如果對(duì)其進(jìn)行噴漆烘烤，還可以將其強(qiáng)度得到有效的提高，所以對(duì)一些要求比較高的汽車(chē)外覆蓋件，如要求強(qiáng)度高的、抗凹性比較好、表面質(zhì)量要求也比較高的汽車(chē)外覆蓋件等都一般應(yīng)用6000系列的鋁合金板材。

2 鋁合金板材在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用

在鋁合金板材應(yīng)用中，國(guó)外比較注重應(yīng)用6000系列的鋁合金板材，如歐洲應(yīng)用最廣的是成形性比較好的6016鋁合金，北美國(guó)家在汽車(chē)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是強(qiáng)度比較高的6111鋁合金和抗腐蝕性強(qiáng)的6022鋁合金板材。而日本的一些汽車(chē)廠家在生產(chǎn)汽車(chē)中應(yīng)用比較廣的是6016和6022，并且在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)用在覆蓋件上，如福特的T系列、法拉利的360賽車(chē)、捷豹的NEW XJ、奧迪A2和A8等，而且多應(yīng)用在車(chē)頂、行李箱、車(chē)門(mén)、以及翼子板等部位。

我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)中鋁合金板材，主要有以下幾種應(yīng)用：

5000系列的鋁合金板材，如5754鋁合金板材被應(yīng)用在汽車(chē)的車(chē)門(mén)生產(chǎn)中，其特點(diǎn)就是質(zhì)量比較穩(wěn)定，成材率達(dá)到了99.6%。我國(guó)在首次批量生產(chǎn)小轎車(chē)的薄板時(shí)，就正式應(yīng)用了5000系列的鋁合金板材。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)對(duì)6000系列的鋁合金板材進(jìn)行了改進(jìn)，被批量的應(yīng)用在長(zhǎng)安汽車(chē)的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)覆蓋件上，其成品率超過(guò)了90%。并且于2009年，6000系列的鋁合金板材被廣發(fā)的應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身板的生產(chǎn)過(guò)程中，而且還是批量生產(chǎn)的應(yīng)用，這是我國(guó)首次生產(chǎn)汽車(chē)車(chē)身板，應(yīng)用國(guó)內(nèi)的鋁合金板材，在以前的車(chē)身板生產(chǎn)過(guò)程中，都是從國(guó)外引進(jìn)的板材，但是最近我國(guó)應(yīng)用鋁合金板材所生產(chǎn)出來(lái)的汽車(chē)車(chē)身板，無(wú)論是表面質(zhì)量還是性能都可以跟國(guó)外產(chǎn)品相媲美。

在客車(chē)的生產(chǎn)中也廣泛的應(yīng)用了鋁合金板材。如08年鄭州宇通研發(fā)的ZK6126HGE型公交客車(chē)，就應(yīng)用了鋁合金板材，是一種全鋁型、節(jié)能環(huán)保型客車(chē)。傳統(tǒng)的客車(chē)車(chē)門(mén)都是鋼制的，比較重，差不多一個(gè)車(chē)門(mén)有22.7公斤，但是全鋁合金的客車(chē)車(chē)門(mén)只有10公斤，幾乎了下降了50%多，車(chē)身的重量也跟傳統(tǒng)的客車(chē)的重量輕了大約將近50%，從而即環(huán)保、又省油。在比如西安西沃客車(chē)有限公司推出的VOLVO BIOM豪華全鋁大客車(chē)，車(chē)身應(yīng)用了2000系列的2A12鋁合金型材，大梁也應(yīng)用了2A12鋁合金型材、車(chē)棚用了厚度在1.5mm、2mm、以及3-6mm的5000系列的5A02-H23鋁合金型材。

3 未來(lái)鋁合金板材在汽車(chē)生產(chǎn)中的研發(fā)方向

（1）優(yōu)化鋁合金成分。未來(lái)在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)主元素的含量進(jìn)行控制，如控制Mn、Si、Ti、Fe等元素的配比，也可以加入一些像Ce和Sc這樣的稀土元素，以此來(lái)保證鋁合金的成本，避免一些雜質(zhì)，影響鋁合金的組織。這樣有利于汽車(chē)板形成良好的表面，也有利于提高汽車(chē)板的綜合力學(xué)性能。

（2）建立鋁合金標(biāo)準(zhǔn)。在未來(lái)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，要建立汽車(chē)車(chē)身用的鋁合金標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)鋁合金的專用化，從而形成一個(gè)完成的技術(shù)體系。

（3）研究鋁合金的連接技術(shù)。在未來(lái)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，還要研究鋁合金的連接技術(shù)，如不同的焊接方法、不同的連接方法、以及不同的鉚接方法等。比如說(shuō)在焊接技術(shù)方面可以加強(qiáng)研發(fā)新的焊接工藝、控制技術(shù)等，像MIC復(fù)合焊接技術(shù)、攪拌摩擦焊接技術(shù)等，以此來(lái)提高鋁合金的連接質(zhì)量。

（4）推進(jìn)成形的工藝發(fā)展。在未來(lái)鋁合金還要完善其超塑性成形、高速吹氣成形、以及溫成形等成形工藝，以此來(lái)提高鋁合金的粘性。并且推進(jìn)電磁復(fù)合沖壓成形、增量成形等技術(shù)，改進(jìn)其熱處理工藝，如FTMT處理和RRA回歸再時(shí)效處理，以此來(lái)優(yōu)化鋁合金板材的使用性能，提高其抗腐蝕性和抗凹陷性等。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：李政昆（1994-），男，河南南陽(yáng)人，學(xué)生。endprint