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2鋁合金材料的特點(diǎn)及性能優(yōu)勢(shì)
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(qiáng)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(shì)。鋁合金在強(qiáng)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(shè)計(jì)來提高強(qiáng)度和剛度，最終達(dá)到與鋼板一樣的水平。由于鋁合金的密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼鐵，所以即使增加厚度，鋁合金構(gòu)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(dá)50%。目前，隨著汽車保有量的不斷增加和人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，報(bào)廢汽車的回收和再生越來越受到關(guān)注。鋁制品的性能優(yōu)勢(shì)決定了鋁具有較高的回收價(jià)值率，可達(dá)到80%左右，并且鋁材是對(duì)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(lǐng)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(yīng)用
3.1汽車用鋁合金車身板應(yīng)用現(xiàn)狀
鋁合金在車身上的應(yīng)用是從發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)、耐用性好及減少行人撞擊傷害等顯著優(yōu)點(diǎn)，促使鋁合金在車身上的應(yīng)用逐步擴(kuò)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(qiáng)化合金，通過Mg元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效應(yīng)，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(qiáng)度。使用狀態(tài)多為退火態(tài)，常用于汽車內(nèi)板等形狀復(fù)雜的部位，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)一步實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，適用于外板等強(qiáng)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(yīng)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(dòng)跑車前途K50提供車身用鋁，前途K50采用全鋁骨架車身結(jié)構(gòu)。2016年11月，中國忠旺參與設(shè)計(jì)制造的奇瑞新能源純電動(dòng)車S51已經(jīng)正式上市，成為國內(nèi)自主品牌中第一個(gè)實(shí)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(yīng)用于轎車車門，其性能優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在塑性高、耐腐蝕性強(qiáng)和表面質(zhì)量優(yōu)異等特點(diǎn)。蔚來ES8成為國內(nèi)首個(gè)獨(dú)立研發(fā)量產(chǎn)的輕量化全鋁車身平臺(tái)。ES8全鋁車身上鋁材的使用率高達(dá)96.4%，成為全球量產(chǎn)的全鋁車身中鋁材應(yīng)用量比例最高的車型。
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