铝合金在专用车上的应用
铝合金在汽车上的应用与发展
铝合金在汽车上的应用与发展摘要：近年来随着经济的不断发展，能源问题日渐突出，汽车行业对于能源的需求量大，且排出的废气对空气有一定污染，但不能通过遏制汽车制造业的发展来实现节约能源的目的，只能在发展中不断向节能减排的方向靠拢。
汽车节能减排的发展主要有两个方向，一个是改变汽车自身的结构，这个方向就目前来说，已经有了很先进和成熟的技术手段。
另一个就是当今社会提倡的汽车轻量化，通过改变整体车身的重量，提高能源的使用率，废气排放量也随之降低。
在汽车轻量化发展中，铝合金作为一种轻金属，其在汽车上的应用和发展为汽车的轻量化开辟了发展的道路。
关键词：铝合金；汽车；应用；发展随着人们生活水平的提高，对于汽车的需求不再是“有车即可”，而更向往着个性化、人性化以及舒适程度和节能低排放，为了更好的满足客户的需求，并迎合国家倡导的节能减排策略，需要对汽车“瘦身”，在功能比以前更好的情况下减轻汽车车身的整体重量。
1.铝及铝合金铝的密度为 2.7g/ ,相当于钢的三分之一，是轻金属中的佼佼者。
铝的熔点低，流动性强，可以用来塑造形状复杂的零件，且铝的表面易与氧气产生反应形成稳定的，具有较强的耐腐蚀性。
铝合金则是在纯铝中加入某一种或者多种金属元素形成合金。
铝合金与铝相比较，刚性和强度比较高，保留了可塑性，还能进行热处理，有些铝合金抗拉强度甚至于低碳钢旗鼓相当。
最为重要的一点，铝合金质量轻，可以广泛适用于各种机械产品的零部件制造中。
2.铝合金在汽车上的应用2.1铝合金在汽车上的应用背景前面提到汽车要向轻量化方向发展，铝合金是必不可少的材料。
有资料显示，如果用铝合金来取代钢材料，发动机的重量可以减少30%，左右车轮能够减少50%的重量，这样一来，汽车整体的重量能够减少30%-40%。
而一辆汽车的重量减小一千克，同样是一升汽油，行程会比普通汽车的行程多出40米左右，换句话说，当汽车整体重量减轻1%时，其耗油量能够比平时减少0.6%-1%。
铝及铝合金在汽车上的应用
铝及铝合金在汽车上的应用
铝及铝合金在汽车上的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：
1.铝合金材料的应用可以有效降低车身重量，提高车辆燃油效率和行驶性能。
例如，铝合金材料被广泛应用于汽车发动机部件、制动系统部件、车身结构等部位。
2.铝合金材料还被用于制造汽车悬挂件，以减轻相应零部件的质量，提高汽车行驶的平顺性、稳定性。
3.在汽车空调系统中，铝合金材料如6595铝合金被用于制造汽车散热器和冰箱散热器。
4.展览用品用铝型材也与汽车行业密切相关。
这种铝型材具有优异的机械性能、可加工性、耐腐蚀性和重量轻等特点，被广泛应用于展览展示、广告牌制作、灯箱制作、家居装修、舞台搭建等领域。
总的来说，铝及铝合金在汽车行业中的应用非常广泛，为提高汽车性能、降低制造成本和节能减排做出了重要贡献。
铝合金板材在汽车生产中的应用
铝合金板材在汽车生产中的应用1. 简介铝合金板材及其特性- 简述铝合金板材的制作方法与特点- 铝合金板材在汽车行业中的作用和重要性2. 铝合金板材在汽车制造中的应用- 简述铝合金板材在汽车生产的广泛应用领域- 分析铝合金板材在汽车制造中的优点和局限性3. 铝合金车身板材在汽车制造中的应用- 铝合金车身板材与传统钢制车身板材的对比- 详细介绍铝合金车身板材的生产工艺和优点4. 铝合金制动器材料在汽车制造中的应用- 简述铝合金材料在汽车制动系统中的应用- 详细分析铝合金作为制动器材料在汽车制造中的优点和效果5. 铝合金发动机零部件在汽车制造中的应用- 介绍铝合金材料作为发动机零部件的优势- 分析铝合金材料在汽车发动机中的应用状况及发展趋势总结：铝合金板材在汽车制造中的应用前景和发展趋势- 总结铝合金板材在汽车工业中的重要性和应用价值- 展望铝合金板材在未来汽车制造中的应用前景和发展趋势第1章：简介铝合金板材及其特性1.1 铝合金板材的制作方法与特点铝合金板材是以铝为基础，添加少量其他元素而得到的一种复合材料。
它是一种广泛应用的材料，在汽车工业以及航空航天、建筑、电子、包装等领域均有着重要的作用。
铝合金板材的制作方法有多种，主要包括轧制、挤压、拉伸铸造等。
其中轧制是最常见的方法，通过将铝板材放入轧制机中，经过多次轧制以达到所需的厚度和尺寸；挤压是将铝合金块材通过挤压机器，在受力下挤压成空心截面形状为圆形、矩形、六边形等不同形状的铝合金材料；拉伸铸造是一种通过拉伸和挤压材料来形成板材的方法。
铝合金板材具有很多优点。
首先，它们具有优异的强度和刚度，可以满足各种汽车部件的强度和稳定性要求。
其次，铝合金板材具有优异的耐腐蚀性能，不会因为氧化而生锈，具有长期的使用寿命。
此外，它们也具有较低的密度，使得整辆汽车减轻了重量，从而提高了燃油效率和降低了二氧化碳排放。
1.2 铝合金板材在汽车行业中的作用和重要性在当前的汽车工业中，铝合金板材作为轻量化材料广泛应用，主要用于汽车车架和车身板材、车轮、发动机散热器、制动器等各种部件。
汽车轻量化设计-车身常用铝合金材料及性能简介
冷成型工艺
热成型工艺
铸造工艺
工程院车身部
二、铝合金零部件工艺路线
冲压工艺成型工艺路线：
第一阶段：板材制备（熔铸-热轧-冷轧-退火-分切）
自动化 程度高
连续静 压，性
能好
轧制 特点
生产效 率高
板材制备
材料利 用率高
工程院车身部
二、铝合金零部件工艺路线
材料状态选择
不可热处理强化合金（1XXX，3XXX，5XXX合金）： 轧制/挤压：H态，硬态（强度较高） 轧制/挤压—热处理：O态，软态（硬度较小） 轧制/挤压—热处理—轧制/挤压； H12，H14，H16，H18（硬度适中）； 例如5182-O态合金， 工艺路线：热轧-冷轧-360℃X4h退火处理获得5182-O态
工程院车身部
二、铝合金零部件工艺路线
冲压工艺成型工艺路线： 铸棒制备（熔铸-锯切）-挤出（加热铸棒及模具-挤压-锯切-时效）-机加工
工程院车身部
二、铝合金零部件工艺路线
冲压工艺成型工艺路线： 铸棒制备（熔铸-锯切）-挤出（加热铸棒及模具-挤压-锯切-时效）-机加工
整套模具：正模，模垫，模套三部分组成； 正模：工作带，空刀，导流槽，分流孔，分流桥，模芯，焊合室
车身用铝合金及性能简介
目录
1 2 3
铝合金分类及应用 铝合金零件工艺路线
铝合金零件性能
一、铝合金分类及应用
1 铝合金系列
一、铝合金分类及应用
2 铝合金在车身上应用
1XXX：纯铝，例如1050,1060，硬度强度较低，延伸率优良（UTS=70-100MPa； EL=40%）； 汽车中应用： 锂电池正极集流体铝箔（电池）
工程院车身部
二、铝合金工艺路线
铝型材在汽车上的应用
铝型材在汽车上的应用
铝型材在汽车上的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：
1. 车身结构：铝型材作为轻量化材料的代表，在汽车的车身结构中得到了广泛应用。
通过使用铝型材，可以降低整车重量，提高燃油经济性和驾驶性能。
同时，铝型材具有较好的强度和刚性，能够提供车身所需的结构支撑和抗碰撞保护。
2. 发动机部件：铝型材可以用于汽车发动机部件的制造，例如发动机缸盖、进气歧管等。
铝型材具有良好的导热性能和耐高温性能，可以有效地降低发动机的重量和提高散热效果。
3. 悬挂系统：铝型材可以用于汽车悬挂系统的制造，例如悬挂臂、减震器支架等。
使用铝型材可以减轻悬挂系统的重量，提高悬挂系统的性能和操控稳定性。
4. 内饰装饰：铝型材也可以用于汽车的内饰装饰，例如门把手、中控面板等。
铝型材具有良好的表面处理性能，可以呈现出现代感和高级感，提升车内舒适性和豪华感。
总之，铝型材在汽车上的应用可以带来轻量化、强度高、导热性好等多种优势，符合现代汽车对材料性能的要求，是汽车工业中不可或缺的重要材料之一。
铝合金在车身上的应用讲解
铝合金在汽车上应用实例
雷诺的发动机罩，车顶和车门板都使用铝 合金。
奥迪A2、A8、捷豹的XJ用铝合金来制造车 身前部的结构件和外部板件。
宝马5系列的前围前罩板，是用5000型铝镁 合金制造的 。
激光焊在汽车制造中的应用。
激光焊接车身
铝合金的焊接特点
(1)极强的氧化能力。铝合金与氧的亲和力很大，在空气 中极易氧化, 并在其表面生成致密的、厚度约为0.1mm 氧 化膜, 其熔点极高( 约2050℃)、密度大，属于难熔物质, 焊接时会阻碍金属之间的良好结合，导致未焊透、焊缝夹 渣、不熔合现象, 由于氧化膜吸附大量水分，容易使焊缝 产生气孔。
焊接接头形式
对接和搭接
对接装配间隙应小于材料厚度的15 % ，且要远小于激 光在工件表面光斑尺寸。
搭接时，装配间隙应小于材料厚度的25 %。
结论：对接这种拼焊工艺，吸收率大，光束在拼接处人 工制孔，在小孔内来回折射，增大了激光吸收
铝合金激光焊接接头缺陷及防止措施
气孔 形成原因：被铝吸附的气体在加热过程中
措施：采用填充金属方法可有效避免热裂纹。如： 采用高Mg 含量的Al2Mg2Zn 焊丝焊接低Mg 含量 的ACu2Mg 合金板,很好地控制了热裂纹。
焊后清理
焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清 理干净，否则在空气、水分的作用下残存的熔剂和焊渣会 破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，而激烈地腐蚀铝件。因 此，焊后应随即清除工件上残存的熔剂和焊渣。
铝合金在车身上的应用 ——焊接工艺方面
铝合金在汽车应用的优势
铝合金压铸件在汽车上的应用
卓越的成形性：出色的 表面质量，锐利造型
适用性：高导热和高导电 耐腐性：铝氧化层防止腐蚀
National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming Shanghai Jiao Tong University
汽车铝材用量的增加所带来的效益主要体现在以下几方面： （1）促进汽车轻量化，节能降耗，有利环保 对于1300kg重的轿车，若其重量下降10%，其燃料消耗可降低8%，或 者说每行驶100km，就可节省0.7kg汽油。 （2）铝合金零部件可回收再利用，进一步节约能源 通常铝合金的回收率不低于85%，有60%的汽车用铝合金来自回收的废 旧料，至2010年，这一数值已上升至95%左右。 （3）增加抗蚀性，延长使用寿命 铝及铝合金在常温自然条件下可在表面生成一层致密的氧化膜，其耐蚀 性、耐氧化性能大大高于钢铁材料。同时，铝合金具有优良的表面处理 性能，适合于氧化着色、喷粉、涂漆等多种表面处理工艺。 （4）有助于提高汽车行驶的平衡性和安全性 使用铝合金车轮可使震动变小，从而可以使用更轻的反弹缓冲器；另外 ，由于使用铝合金材料是在不减少汽车容积的情况下减轻汽车自重，因 而使汽车更稳定，在受到冲击时铝合金结构能吸收、分散更多的能量， 因而更加安全和舒适。
北美轻型车材料构成变化趋势
软钢 高强度钢 先进高强度钢 其它钢材 铸铁 铝合金 镁合金 其它金属 塑料/复合材料 其它材料 合计
1975 2,180 140 -65 585 84 -120 180 546 3,900
2005 1,751 324 111 76 290 307 9 150 335 629 3,982
如上示例，相比于钢制白车身，全铝车身可减重约140kg ✓相比于钢制车身减重40% ✓10%的车身减重相当于降低6~8%油耗
铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例
标题：铝合金材料在汽车轻量化中的应用与案例在当今汽车行业中，轻量化已成为各大汽车制造商和供应商争相追逐的目标。
而铝合金作为一种轻质、高强度的材料，其在汽车轻量化中的应用越来越受到重视。
本文将深入探讨铝合金材料在汽车轻量化中的应用和相关案例，帮助读者更全面地了解这一话题。
一、铝合金材料在汽车制造中的重要性1. 超轻铝合金材料的优势铝合金是一种轻质、高强度的材料，具有优异的塑性和耐腐蚀性，在汽车制造中具有独特的优势。
相较于传统的钢铁材料，铝合金的密度更低，能够有效减轻汽车整车重量，提高燃油经济性和车辆性能。
2. 铝合金在汽车轻量化中的应用铝合金在汽车轻量化中被广泛应用于车身、车轮、发动机、悬挂系统等方面。
其中，铝合金车身能够显著降低整车质量，提高车辆的操控性能和安全性；铝合金车轮具有良好的强度和耐磨性，能够减轻车轮质量，提高车辆的加速性能和燃油经济性；铝合金发动机能够降低车辆功率损失，提高发动机的热效率和动力性能。
二、铝合金材料在汽车轻量化中的经典案例1. 特斯拉电动汽车特斯拉电动汽车采用了大量铝合金材料，如铝合金车身、铝合金车轮等，有效实现了车辆轻量化。
特斯拉车辆在加速性能和续航里程方面均表现出色，得益于铝合金材料的应用。
2. 奥迪汽车奥迪汽车在车身和发动机部件中广泛采用铝合金材料，如铝合金车门、铝合金车架、铝合金活塞等，大幅减轻了车辆重量，提升了车辆的燃油经济性和动力性能。
三、个人观点与理解在我看来，铝合金材料在汽车轻量化中的应用具有极大的潜力。
随着汽车工业对节能环保和性能提升的需求不断增加，铝合金作为一种轻质、高强度材料将会在未来得到更广泛的应用。
我认为汽车制造商和供应商在铝合金材料的研发和应用领域还有很大的发展空间，需要不断进行技术革新和创新应用，以满足市场对轻量化汽车的需求。
铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例是一个备受关注的话题，其在汽车制造中的重要性不言而喻。
希望通过本文的内容，读者能够更深入地了解铝合金材料在汽车轻量化中的应用和相关案例，并与我一同探讨这一领域的未来发展方向。
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近
生产厂提高竞争能力的关键。
据有关数据介绍，专用汽车重量每减少50kg，每升燃油行驶的距离可增加2km；汽车重量每减轻1%，燃油消耗下降0.6%～1%。
铝具有密度小、耐蚀性好等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。
从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料。
轮毂用铝合金
专用车铝轮毂因为质轻、散热性好，并具有良好的外观，而逐渐取代了钢轮毂。
在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂以7.6%的年增长率增长，根据分析，到2010年时，汽车轮毂铝化率可达72%～78%[4]。
A365是一种铸造铝合金，它具有良好的铸造性能又具有高的综合力学性能，世界各国的铸造铝合金轮毂都是此类合金生产的。
我国西南铝加工厂与日本轻金属株式会合作开发了A6061铝合金轮毂。
变形铝合金的应用
变形铝合金在汽车上主要用于制造专用车车门、行李箱等车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、轮外饰罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱死制动系统、热交换器、车身构架、座位、车箱底板等结构件以及仪表板等装饰件。
专用车车身板件用铝合金
板材在轿车上的应用比重不断上升，如经热处理（如：T4、T6、T8）的6000系（AI-Mg-Si 系）铝合金板材，能够很好的满足汽车对壳体的要求，可用做车身框架材料。
Audi A8的车身钣金件，即采用了本系合金铝材。
另外，2000系（AI-Cu-Mg系）、5000系（AI-Mg系）和7000系（AI-Mg-Zn-Cu系）铝合金也可应用于车身材料。
近几年，采用6000系和7000系高强度铝合金开发了“口”、“日”、“目”、“田”字形状的薄板和中空型材，不仅质量轻、强度高、抗裂性能好，而且成型性能好，在汽车上得到了广泛的应用。
其它铝合金结构件
铝合金也被广泛应用于汽车的其他部位，如：美国通用汽车公司用7021铝板制造Smure轿车保险杠增强支架，福特公司用7021铝板制造Lincoln Town轿车保险杠增强支架[7]。
汽车悬挂件也应用了铝合金材料，有效减轻了相应零部件的质量，提高了汽车行驶的平顺性、稳定性，如用6061锻件生产的盘式制动器卡爪、动力传动框架等。
此外，铝合金也广泛用于汽车空调系统，如日本用6595铝合金做汽车散热器和冰箱散热器。
铝合金在汽车上的发展前景
在轻量化金属中，镁合金密度虽比铝合金小，但镁锭成本较高，且零件制造过程中还有许多技术障碍，如缺少高温压铸合金和设计数据，表面处理技术粗劣，结合水平低等，所以目前在汽车上的使用量相当有限；而航空航天用的钛合金虽有高的机械强度，但制造工艺困难和制造成本昂贵，导致钛合金无法大批量的应用于汽车生产。
铝合金在成本、制造技术、机械性能、可持续发展（地壳中铝含量最多，占8.1%）等方面综合性能好，因此铝合金是现在及将来汽车工业中的首选轻金属材料。
目前，我国专用汽车生产量继美国、日本、德国之后，居世界第四位。
而在汽车铝化率方面，我国的技术还相对比较落后。
当前发达国家汽车上铝材的使用已达138kg，铝化率达12%，而我国汽车上铝材的使用与国外差距很大，平均用铝量仅为60kg，铝化率不到5%。
因此，我国汽车用铝合金市场的发展前景非常广阔。
汽车车身用铝合金材料主要包括2000系、5000系、6000系合金板材、型材、管材及高性
能铸铝，不同受力部位采用不同型号的铝合金材料。
骨架部分：车身受力最大的部分，采用2000系或7000系材料，可热处理强化。
蒙皮部分：车身次要的受力部位，采用5000系或6000系材料。
车门部分：采用5000系或6000系材料。
底板部分：采用5000系或6000系材料。
内饰部分：采用1000系或5000系材料，无热处理强化。
座椅部分：采用2000系或6000系材料，可热处理强化。
铸件：采用高性能铸铝合金，可热处理强化。
铝合金板材主要有2000系、5000系和6000系合金。
2000系合金是一种热处理可强化的铝合金，具有优良的锻造性、较高的强度和良好的焊接性能，很好的烘烤强化效应，但其抗腐蚀性则比其他系列的铝合金差。
目前，2036和2022
合金已部分用于汽车车身板材。
5000系合金是一种热处理不可强化的铝合金，具有良好的抗腐蚀性和焊接性能，但退火状态下在加工变形时可能产生吕德斯线和延迟屈服，因此主要用于车身内板等形状复杂的部位。
6000系合金属于热处理可强化铝合金，具有较高的强度、较好的塑性和优良的耐腐蚀性。
与钢板相比，6000系2T4态板材的屈服强度和抗拉强度相近，硬化系数甚至超过钢板。
目前，6009、6010和6016铝合金由于其塑性好，并在成形后的喷漆烘烤过程中可实现人工时效而获得较高强度等特征，被用于汽车车身外板和内板。
奥迪A8的车身板采用了本系铝合金。
另外，为增强汽车的缓冲能力和增强抗疲劳强度，德国VAW、日本KOK、中国西南铝业均以此系合金为基础，研制和开发了高性能的汽车用铝板和铝型材。
目前，6000系合金为车身板主力。