2鋁合金材料的特點及性能優(yōu)勢
鋁合金是地殼中含量最多的金屬元素，它具有一系列的優(yōu)良性能，比如低密度、高比強度、良好的成形性能及工藝性能等，更重要的是鋁合金的回收再利用性非常好，具有較高的回收率。低密度讓鋁合金比合金鋼更具優(yōu)勢。鋁合金在強度和剛度方面明顯要低于鋼板，但是鋁合金可以通過加厚和優(yōu)化設計來提高強度和剛度，最終達到與鋼板一樣的水平。由于鋁合金的密度要遠遠低于鋼鐵，所以即使增加厚度，鋁合金構件的減重效果仍然非常明顯。數(shù)據(jù)資料顯示，同剛度下，鋁合金減重效果可達50%。目前，隨著汽車保有量的不斷增加和人們環(huán)保意識的逐漸增強，報廢汽車的回收和再生越來越受到關注。鋁制品的性能優(yōu)勢決定了鋁具有較高的回收價值率，可達到80%左右，并且鋁材是對環(huán)境完全無害的綠色材料。優(yōu)越的性能決定了鋁合金材料在汽車輕量化領域中的重要地位。
3鋁合金車身板材在現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)中的應用
3.1汽車用鋁合金車身板應用現(xiàn)狀
鋁合金在車身上的應用是從發(fā)動機罩和行李箱蓋開始，由于鋁合金輕量化效果明顯，并具有質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強、耐用性好及減少行人撞擊傷害等顯著優(yōu)點，促使鋁合金在車身上的應用逐步擴大。用于汽車車身板的鋁合金主要有2000系、5000系、6000系、7000系合金。其中5000系、6000系最適合代替鋼板；5000系（Al-Mg）是熱處理不可強化合金，通過Mg元素產(chǎn)生固溶強化效應，使其成形性和抗腐蝕性能提高，但該系合金只能采用加工硬化方式來提高強度。使用狀態(tài)多為退火態(tài)，常用于汽車內(nèi)板等形狀復雜的部位，如汽車發(fā)動機內(nèi)蓋板。該系合金能在淬火后較低屈服狀態(tài)下供貨，具有良好的沖壓性能，并能在最終的烤漆處理中進一步實現(xiàn)強化，適用于外板等強度、剛度要求高的部位，主要用于汽車外覆蓋件。目前使用較多的6000系合金主要有AA6111、AA6022（北美車企使用），AA6016（歐洲車企使用），AA6016、AA6022、AA6111（日本車企使用）[2]。國內(nèi)應用情況例如，江淮汽車車身用鋁板包含5182和6106鋁合金，它們分別用于發(fā)蓋內(nèi)板和發(fā)蓋外板，厚度分別為1.0mm和1.2mm。中國忠旺鋁業(yè)為長城華冠純電動跑車前途K50提供車身用鋁，前途K50采用全鋁骨架車身結構。2016年11月，中國忠旺參與設計制造的奇瑞新能源純電動車S51已經(jīng)正式上市，成為國內(nèi)自主品牌中第一個實現(xiàn)全鋁車身化的車型。明泰鋁業(yè)生產(chǎn)的5052鋁合金主要應用于轎車車門，其性能優(yōu)勢主要體現(xiàn)在塑性高、耐腐蝕性強和表面質(zhì)量優(yōu)異等特點。蔚來ES8成為國內(nèi)首個獨立研發(fā)量產(chǎn)的輕量化全鋁車身平臺。ES8全鋁車身上鋁材的使用率高達96.4%，成為全球量產(chǎn)的全鋁車身中鋁材應用量比例最高的車型。
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