鋁合金在汽車上的應(yīng)用

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1、鋁合金在汽車上的應(yīng)用近20年來(lái)，世界性能源問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，這使得減輕汽車自重、降低油耗成了各大汽車生產(chǎn)廠提高競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)介紹，汽車重量每減少50kg，每升燃油行駛的距離可增加2km；汽車重量每減輕1%，燃油消耗下降0.6%～1%。鋁具有密度小、耐蝕性好等特點(diǎn)，且鋁合金的塑性優(yōu)良，鑄、鍛、沖壓工藝均適用，最適合汽車零部件生產(chǎn)的壓鑄工藝。從生產(chǎn)成本、零件質(zhì)量、材料利用等幾個(gè)方面比較，鋁合金已成為汽車生產(chǎn)不可缺少的重要材料。目前，美國(guó)、日本、德國(guó)是汽車采用鋁合金最多的國(guó)家，如德國(guó)大眾Audi

2、A8、A2，日本的NXS等車身用鋁合金量達(dá)80%。我國(guó)汽車除上海桑塔納、一汽奧迪和捷達(dá)（均為引進(jìn)生產(chǎn)線）用鋁合金外，國(guó)產(chǎn)以紅旗較多，約80～100kg。有資料表明，用鋁合金結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)，可使汽車質(zhì)量減輕30%～40%，制造發(fā)動(dòng)機(jī)可減輕30%，制造車輪可減輕50%。采用鋁合金是汽車輕量化及環(huán)保、節(jié)能、提速和運(yùn)輸高效的重要途徑之一。因此，研究開發(fā)鋁合金汽車目前顯得十分必要?！　??鋁合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用背景　　最早把鋁材運(yùn)用到汽車上的是印度人，據(jù)記載，1896年印度人率先用鋁制做了汽車曲軸箱。進(jìn)入2

3、0世紀(jì)早期，鋁在制造豪華汽車和賽車上有一定的應(yīng)用，鋁制車身的汽車開始出現(xiàn)，如亨利·福特的ModelT型汽車和二、三十年代歐洲賽車場(chǎng)上法拉利360賽車都是鋁制車身。　　汽車用鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金在汽車上的使用量最多，占80%以上，其中又分為重力鑄造件，低壓鑄造件和其它特種鑄造零件。變形鋁合金包括板材、箔材、擠壓材、鍛件等。世界各國(guó)工業(yè)用鋁合金材料的品種構(gòu)成雖然有一定的差異，但大體是相同的。其品種構(gòu)成：鑄件占80%左右，鍛件占1%～3%，其余為加工材。美國(guó)汽車工業(yè)中變形鋁合金占較大

4、比例，達(dá)36%?！　?.1?鑄造鋁合金的應(yīng)用　　鑄造鋁合金具有優(yōu)良的鑄造性能?？筛鶕?jù)使用目的、零件形狀、尺寸精度、數(shù)量、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械性能等各方面的要求和經(jīng)濟(jì)效益選擇適宜的合金和合適的鑄造方法。鑄造鋁合金主要用于鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、離合器殼體、后橋殼、轉(zhuǎn)向器殼體、變速器、配氣機(jī)構(gòu)、機(jī)油泵、水泵、搖臂蓋、車輪、發(fā)動(dòng)機(jī)框架、制動(dòng)鉗、油缸及制動(dòng)盤等非發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件?！　?.1.1???發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金制造輕量化最為明顯，一般可減重30%以上，另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和缸蓋均要求材料的導(dǎo)熱性能好、抗腐

5、蝕能力強(qiáng)，而鋁合金在這些方面具有非常突出的優(yōu)勢(shì)，因此各汽車制造廠紛紛進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)鋁材化的研制和開發(fā)。目前國(guó)外很多汽車公司均已采用了全鋁制的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和氣缸蓋。如美國(guó)通用汽車公司已采用了全鋁氣缸套；法國(guó)汽車公司鋁氣缸套已達(dá)100%，鋁氣缸體達(dá)45%；日本日產(chǎn)公司VQ和豐田公司的凌志IMZ-FEV6均采用了鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼；克萊斯勒公司新V6發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和缸蓋都使用了鋁合金材料?！　?.1.2輪轂用鋁合金　　鋁輪轂因?yàn)橘|(zhì)輕、散熱性好，并具有良好的外觀，而逐漸取代了鋼輪轂。在過(guò)去的10年，全球鋁合金汽車輪轂以

6、7.6%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，根據(jù)分析，到2010年時(shí)，汽車輪轂鋁化率可達(dá)72%～78%[4]。A365是一種鑄造鋁合金，它具有良好的鑄造性能又具有高的綜合力學(xué)性能，世界各國(guó)的鑄造鋁合金輪轂都是此類合金生產(chǎn)的。我國(guó)西南鋁加工廠與日本輕金屬株式會(huì)合作開發(fā)了A6061鋁合金輪轂[5]?！　?.2?變形鋁合金的應(yīng)用　　?變形鋁合金在汽車上主要用于制造車門、行李箱等車身面板、保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車輪的輪輻、輪轂罩、輪外飾罩、制動(dòng)器總成的保護(hù)罩、消聲罩、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、熱交換器、車身構(gòu)架、座位、車箱底板等結(jié)構(gòu)件以及儀表板

7、等裝飾件?！　?.2.1車身板件用鋁合金　　???板材在轎車上的應(yīng)用比重不斷上升，如經(jīng)熱處理（如：T4、T6、T8）的6000系（AI-Mg-Si系）鋁合金板材，能夠很好的滿足汽車對(duì)殼體的要求，可用做車身框架材料。AudiA8的車身鈑金件，即采用了本系合金鋁材。另外，2000系（AI-Cu-Mg系）、5000系（AI-Mg系）和7000系（AI-Mg-Zn-Cu系）鋁合金也可應(yīng)用于車身材料。近幾年，采用6000系和7000系高強(qiáng)度鋁合金開發(fā)了“口”、“日”、“目”、“田”字形狀的薄板和中空型材，不僅質(zhì)量

8、輕、強(qiáng)度高、抗裂性能好，而且成型性能好，在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用?！　?.2.2其它鋁合金結(jié)構(gòu)件?　　???鋁合金也被廣泛應(yīng)用于汽車的其他部位，如：美國(guó)通用汽車公司用7021鋁板制造Smure轎車保險(xiǎn)杠增強(qiáng)支架，福特公司用7021鋁板制造LincolnTown轎車保險(xiǎn)杠增強(qiáng)支架[7]。汽車懸掛件也應(yīng)用了鋁合金材料，有效減輕了相應(yīng)零部件的質(zhì)量，提高了汽車行駛的平順性、穩(wěn)定性，如用6061鍛件生產(chǎn)的盤式制動(dòng)器卡爪、動(dòng)力傳動(dòng)框架等。此外，鋁合金也