汽車用鋁
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-23
汽車用鋁的實例教程
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展及我國在能源、環(huán)保和安全三方面越來越嚴厲的要求下， 由于提高汽車的輕量化能夠有效節(jié)約油耗和減少排量，鋁合金板材在汽車制造領域的應用范圍也越來越廣泛。鋁具有密度小、質(zhì)量輕、成型加工性好、可以重復回收利用、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，加上可以提高汽車行駛性能和安全舒適性能、降低燃油的消耗、減少排放和減輕對環(huán)境的污染有顯著的作用，因此，鋁合金被公認為是未來汽車的理想材料之一。
1、鋁合金在汽車車身上的應用
目前，全世界耗鋁量的 12%～15%以上用于汽車工業(yè)， 有些發(fā)達國家已超過 25%。2002年，整個歐洲汽車工業(yè) 1 年消耗了 150 萬 t 以上的鋁合金，其中約 25 萬 t用于車身制造， 80 萬 t 用于汽車傳動系制造，另外有42. 8 萬t 用于制造汽車行駛機構(gòu)和懸掛機構(gòu)[2]。可以看出， 汽車制造工業(yè)已成為最重要的鋁材料消費大戶。
2 鋁合金沖壓板材在沖壓上的工藝要求
2.1 鋁合金板材成型及模具工藝要求
經(jīng)調(diào)研，鋁合金的成型工藝與普冷板一致，可以通過增加工序減少廢料刀使用量，降低鋁屑產(chǎn)生，但其模具要求與普冷板存在差異。
2.2 鋁合金板材長期保管注意事項
1）鋁板材失效硬化的后屈服強度上升，包邊加工性降低模具制作時，考慮使用滿足規(guī)格要求的上限材料，生產(chǎn)前進行可行性確認；
2）用于生產(chǎn)的拉延油/防銹油容易揮發(fā)，板料包裝打開后應立即使用，或在沖壓前進行清洗涂油；
3）表面容易氧化，不可露天放置，必須進行特殊管理（包裝）。
3 鋁合金沖壓板件在焊接上的工藝要求
焊裝鋁合金車身過程中的主要工藝有電阻焊、CMT 冷過渡焊接、鎢極氬弧焊、鉚接、沖連及打磨拋光等。
展開 【由鋁合金相伴的汽車輕量化潮流】
圖1. 歐洲汽車平均用鋁量變化
如今，“輕量化”這個詞已經(jīng)由汽車行業(yè)的術語發(fā)展為媒體新聞里的高頻詞匯。《中國制造2025》中，也已把輕量化當成汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。簡單來說，輕量化就是在保證汽車強度和安全性能的前提下，盡可能降低汽車整車重量，從而提高汽車動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。近年來，由于環(huán)保和節(jié)能要求日趨嚴格，汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的勢不可擋的趨勢。據(jù)歐洲鋁業(yè)協(xié)會報告，汽車質(zhì)量每降低 100kg，每百公里可節(jié)約 0.6L燃油，減排CO2800-900g。鋁的密度僅有鋼的1/3，且具有良好的可塑性和回收性，是理想的汽車輕量化材料。上世紀70年代第一次第二次石油危機期間，面對日益高漲的石油價格，世界范圍內(nèi)的汽車制造商嘗試用鋁合金制造之前鋼制的散熱器、氣缸蓋與保險杠等部件以提高燃油效率。從此，鋁合金在汽車中的比例不斷提高。著名咨詢公司達科國際（Ducker Worldwide）公布的研究數(shù)據(jù)表明，歐洲汽車平均用鋁量自1990年已經(jīng)翻了三倍，由50kg增長到目前的151kg，并將在2025年增長至196kg.
圖2. 歐洲汽車用鋁（140kg）分布比例（2012年數(shù)據(jù)）
目前，汽車輕量化趨勢越來越猛烈，鋁合金在輪轂、發(fā)動機、散熱器、 油管等方面的應用非常廣泛。車身質(zhì)量占汽車總質(zhì)量的40%左右，對于整車的輕量化而言，車身的輕量化起著舉足輕重的作用。據(jù)2016年歐洲車身會議（EuroCarBody 2016）資料顯示，鋁合金應用率已經(jīng)達部分高端車型白車身（即完成焊接但未涂裝的車身）質(zhì)量的一半以上。
展開 隨著全球能源危機日益加劇，汽車輕量化已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的共同目標和趨勢。相對于傳統(tǒng)鋼材而言，鋁合金材料有著質(zhì)輕、比強度高、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能。在兼顧汽車性能、質(zhì)量、強度、安全的同時，還能有效減輕汽車重量，是目前最佳的汽車輕量化材料，廣泛用于汽車行業(yè)。
沖壓成形工藝是生產(chǎn)鋁合金汽車零部件主要方法之一。由于汽車零部件結(jié)果復雜，在沖壓成形過程中，鋁合金板料處于大變形狀態(tài)，相對變形較大的區(qū)域容易產(chǎn)生拉裂、起皺、回彈等缺陷，造成鋁合金汽車零部件成形性能較差，成形精度難以控制。因此，研究汽車用鋁合金板材的沖壓成形工藝顯得尤為重要。
隨著計算機技術及有限元理論的不斷發(fā)展，使用數(shù)值仿真技術研究鋁合金板材的沖壓成形工藝越來越廣泛。在沖壓成形過程的數(shù)值仿真中，摩擦系數(shù)作為鋁合金板料和模具之間的接觸邊界條件，對板料變形及成形性能有著重要影響。目前，許多學者采用平均摩擦系數(shù)或經(jīng)驗摩擦系數(shù)模擬鋁合金板材的沖壓成形過程。然而有學者研究指出，在鋁合金沖壓成形過程中，摩擦系數(shù)隨著成形速度及接觸壓力的變化而變化，不再是簡單的固定值。基于此，采用變摩擦系數(shù)模擬鋁合金板材的沖壓成形過程更符合實際。
近年來，無網(wǎng)格理論和技術日漸成熟，LS_DYNA、ABAQUS等大型商業(yè)軟件均加入無網(wǎng)格計算板塊，其計算精度高于有限元法，在分析材料大變形及斷裂方面有著顯著優(yōu)勢。因此，以變摩擦系數(shù)作為鋁合金板材和沖壓模具的接觸邊界條件，并選擇無網(wǎng)格耦合有限元的方法對鋁合金零部件的沖壓過程進行仿真分析是一個更為有效的方法和途徑，而此類方法的相關研究較少見于文獻報道中。
展開 展品范圍：
1、 整車展技術區(qū)：采用新技術、新材料的商用車、乘用車、概念車以及相關零部件等；
2、 汽車電子展區(qū)：電子零部件/材料、半導體、車載系統(tǒng)、測試工具、ADAS、軟件硬件系統(tǒng)等；
3、 新能源汽車技術及充電設備展區(qū)：驅(qū)動系統(tǒng)、電機、變頻器、轉(zhuǎn)換器、零部件、材料、電池、充電器、制造設備、充電設施、線束線纜、線束加工設備等；
4、 汽車輕量化技術及汽車材料展區(qū)：金屬/非金屬輕量化材料、輕量化零部件、成型/加工技術及設備、設計工程、模擬等；
4.1 汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等
4.2 汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)：鋁鑄鍛件、鋁制車身及部件、鋁車輪、鋁制部件、制造裝備等；
5、 車聯(lián)網(wǎng)技術展區(qū)：M2M系統(tǒng)/設備、駕駛管理/車輛管理、車載娛樂設備、車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及服務等；
6、 汽車測試測量展區(qū)：測試模擬、振動測試、環(huán)境測試、電磁兼容(EMC)分析、車載診斷系統(tǒng)、噪聲、振動與舒適性 (NVH)、 發(fā)動機及排氣分析、第三方測試、汽車制造在線檢測、零部件加工檢測、自動化測試等等；
7、 汽車自動駕駛展區(qū)：傳感技術、動態(tài)地圖技術、汽車導航技術、半導體/人工智能、網(wǎng)絡安全解決方案、設計開發(fā)解決方案、測試解決方案、無人駕駛汽車等
日程安排
布展時間：2023年10月30-31日（9:00-17:00）
開幕時間：2023年11月1日（9:30）
展出時間：2023年11月1-3日（9:00-16:30）
撤展時間：2023年11月3日 （16:00）
展開 展示范圍：
1、汽車金屬材料: 高強度鋼板、高強度冷軋鋼板、鋁合金、鎂合金、鈦合金等；
----汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等；
----汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)：鋁鑄鍛件、鋁制車身及部件、鋁車輪、鋁制部件、制造裝備等；
2、汽車塑料與復合材料：碳纖維增強塑料、熱塑性樹脂、熱固性樹脂、聚碳酸酯樹脂、橡膠/熱塑性彈性體、碳納米纖維、陶瓷、輕型玻璃、其他；
3、成型/汽車輕量化的加工技術及設備：沖壓機、注塑設備/成型技術、激光焊接設備，焊接技術、鑄造/鍛造技術、材料混合（壓鑄產(chǎn)品）/粘合技術、其他；
4、汽車輕量化元件/模塊：使用輕金屬合金減輕元件重量（車身/底盤組件，動力組成部件，電池/逆變器箱）、使用樹脂材料的結(jié)構(gòu)屬性減輕重量（車身外板，外飾件，內(nèi)飾件，發(fā)動機室部件，燃料箱元件，電器元件）、其他；
5、特殊材料結(jié)合技術：激光焊接、摩擦攪拌焊接、直接粘結(jié)、特殊材料焊接的關聯(lián)技術、超音波釬焊接、擴散焊接、接合強度試驗、設計模擬工具；
6、為減少汽車重量的其他技術、設計技術（車身結(jié)構(gòu)設計，元件結(jié)構(gòu)設計，底盤設計）、結(jié)構(gòu)分析工具/模擬技術等。
同期活動：
華南汽車用鋼對接會
汽車輕量化技術暨創(chuàng)新型車用材料研討會
同期汽車輕量化技術論壇議題包括但不限于：
1、汽車輕量化的設計研究與車輛安全
2、國內(nèi)外高強鋼及熱成形技術的最新進展
3、工程塑料的輕量化創(chuàng)新應用與開發(fā)
4、碳纖維增強復合材料零部件的開發(fā)與前景探討
5、鋁合金在新能源汽車中的開發(fā)與應用
展開 
汽車用鋁的相關專題、標簽、搜索
汽車用鋁的最新內(nèi)容
style="margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; border: 0px;">8.1 汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等；</p>
<p style="margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; border: 0px;">8.2 汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)
第三代半導體材料（SiC/GaN）及器件、車用LED芯片/光源/Mini/Micro LED、封裝測試、設計開發(fā)、生產(chǎn)設備等；
4、 汽車輕量化技術及汽車材料：金屬材料、塑料、發(fā)泡材料、復合材料、輕量化零部件、車身連接技術等；
4.1 汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等；
4.2 汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)
金屬材料與輕量化技術展區(qū)
汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等；
汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)：鋁鑄鍛件、鋁制車身及部件、鋁車輪、鋁制部件、制造裝備等.
展示范圍：
1、汽車金屬材料: 高強度鋼板、高強度冷軋鋼板、鋁合金、鎂合金、鈦合金等；
----汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等；
----汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)：鋁鑄鍛件、鋁制車身及部件、鋁車輪、鋁制部件、制造裝備等；
2、汽車塑料與復合材料：碳纖維增強塑料、熱塑性樹脂、熱固性樹脂、聚碳酸酯樹脂
驅(qū)動系統(tǒng)、電機、變頻器、轉(zhuǎn)換器、零部件、材料、電池、充電器、制造設備、充電設施、線束線纜、線束加工設備等；
4、 汽車輕量化技術及汽車材料展區(qū)：金屬/非金屬輕量化材料、輕量化零部件、成型/加工技術及設備、設計工程、模擬等；
4.1 汽車用鋼專題展示區(qū): 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案、汽車用齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、汽車用硅鋼等
4.2 汽車用鋁及鋁制零部件展示區(qū)
關于汽車用再生鋁壓鑄件研究很多，市場回收的廢鋁因為成分較為復雜，雜質(zhì)含量多，更適用于對耐壓耐磨有較高要求的鋁壓鑄件，使用回收廢鋁生產(chǎn)壓鑄件的技術難題主要在于熔體凈化”車身沖壓用鋁合金汽車板對綜合性能要求高，因此對回收鋁的要求相應有所提升。
汽車隔熱用鋁合金
鋁合金發(fā)動機罩
鋁合金在發(fā)動機罩上的應用也正逐步增多，應用最成功的是奧迪汽車公司。奧迪的輕鋁車身技術是奧迪公司的一項核心技術，公司已在這一領域進行長達20年的研究和開發(fā)，其精湛的應用技術遠遠領先于其他汽車廠家。
輪轂試驗標準專用分析程序
輪轂設計時需要遵循國內(nèi)相關試驗標準，以汽車輪轂為例，在國標《GB/T 26036-2020 汽車輪轂用路和金模鍛件》中，詳細規(guī)定了汽車輪轂用鋁合金模鍛件的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志等內(nèi)容。
26036標準中要求了汽車輪轂的動態(tài)彎曲疲勞試驗、動態(tài)徑向疲勞試驗應符合GB/T 5334（乘用車）及GB/T 5909（商用車）的規(guī)定。
汽車車身用鋁合金材料主要包括：銅元素含量最高、硬度也較高的2000系，主含鎂元素、又稱“鎂鋁合金”的5000系，鎂硅含量高、抗腐蝕和抗氧化性能好的6000系，汽車車身的不同受力部位會采用不同系列型號的板材、型材、管材及高性能鑄鋁等鋁合金材料。
骨架部分：車身受力最大的部分，采用2000系或7000系材料，可熱處理強化。
一種汽車高壓油泵用鋁合金分流器（如圖1），由于其形狀較為復雜，厚度較厚，在壓鑄過程中液態(tài)金屬與模具表面發(fā)生接觸的部分冷卻速度快于液體金屬內(nèi)部，凝固結(jié)束后鑄件內(nèi)容易形成縮孔或縮松缺陷。此外，由于金屬液在澆注時過熱度較大，在充型過程中有嚴重的卷氣和氧化現(xiàn)象，使得鑄件中氣孔和夾雜較多。
