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汽车轻量化中铝合金材料的应用

发布时间:2021-10-11 人气:

本文摘要:汽车的轻量化,就是在确保汽车的强度和安全性性能的前提下,尽量地减少汽车的整备质量,从而提升汽车的动力性,增加燃料消耗,减少排气污染。实验证明,汽车质量减少一半,燃料消耗也不会减少将近一半。由于环保和节约能源的必须,汽车的轻量化早已沦为世界汽车发展的潮流。中国轻量化材料市场辽阔。

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汽车的轻量化,就是在确保汽车的强度和安全性性能的前提下,尽量地减少汽车的整备质量,从而提升汽车的动力性,增加燃料消耗,减少排气污染。实验证明,汽车质量减少一半,燃料消耗也不会减少将近一半。由于环保和节约能源的必须,汽车的轻量化早已沦为世界汽车发展的潮流。中国轻量化材料市场辽阔。

一方面,对比国外发达国家,中国的轻量化技术起步晚,平均值整车质量更大,以国外的轻量化材料占到比作为标杆,中国发展的空间还相当大;另一方面,获益于政策的驱动,中国新能源汽车行业的较慢发展将造就轻量化的市场需求,促成车企往轻量化方向行进。经过测算,中国在未来3年汽车轻量化材料市场规模将迫近5000亿元,其中仅有在新能源汽车领域就将享有350亿元市场规模。目前看,镁、铝合金是汽车展开轻量化的两大理想材料。

对于铝合金和镁合金,《节约能源与新能源汽车技术路线图》中得出的规划是至2020年单车用量分别超过190kg和15kg。按照铝合金4万元/吨、镁合金10万元/吨的市场价格计算出来,2020年金属合金的市场空间多达2700亿元,其中新能源汽车领域超过180亿元。汽车轻量化方式①汽车主流规格车型持续优化,规格主参数尺寸保有的前提下,提高整车结构强度,减少耗材用量;②使用轻质材料。如铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维合乎材料等;③使用计算机展开结构设计。

如使用有限元分析、局部强化设计等;④使用支撑式车身,减薄车身板料厚度等。其中,当前的主要汽车轻量化措施主要是使用轻质材料。

汽车轻量化中的铝合金(1)铸铝合金许多种元素都可以作为铸铝合金的合金元素,但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生产中具备最重要意义。当然,在汽车上广泛应用的并不是上述非常简单的二元合金,而是多种元素同时加到以取得好的综合性能。

汽车工业是铝铸件的主要市场,例如日本,铝铸件的76%、铝压铸件的77%为汽车铸件。铝合金铸件主要应用于发动机气缸体、气缸盖、活塞、吸气燃烧室、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、夹住及罩盖壳体类零件等。铝铸件中不可避免地不存在缺失,压铸件还无法热处理,因此在用铝合金来生产拒绝较高强度铸件时受到限制。

为此在铸件生产工艺上作了改良,铸锻造法和半固态成型法将是未来较多用的工艺。(2)变形铝合金,变形铝合金指铝合金板带材、断裂型材和切削材,在汽车上主要用作车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车轮、装饰件和悬架系统零件等。由于轻量化效果显著,铝合金在车身上的应用于正在不断扩大。

如1990年9月开始销售的日本本田NSX车使用了全铝支撑式车身,比用冷轧钢板生产的某种程度车身重200kg,引发全世界的注目。NSX全车用铝材超过31.3%,如在仅有铝车身上,外板用于6000系列合金,内板用于5052-0合金,骨架大部用于5182-0合金;由于外侧门框对强度和刚性拒绝很高,用于以6N01合金为基础、必要调整了Mg和Si含量的合金。在欧美也简单2036和2008合金不作车身内外板的。

材料应用于轻量化是见效快也是效果好的自由选择。在材料应用于轻量化领域中,铝合金因其较低的密度、优质的性能以及极大的存量,早已沦为构建汽车轻量化发展的主要方式,目前铝合金材料在欧美、日本等发达国家早已广泛应用。


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