浅析铝合金板材在汽车生产中的应用

浅析铝合金板材在汽车生产中的应用

作者：李政昆 黄国龙

来源：《山东工业技术》2017年第17期

摘 要：汽车轻量化就是要应用一些轻质的材料，比如铝合金板材，其特点就是密度小、强度大、耐腐蚀性强、抗冲击性也比较好、以及再生性强等，因此深受广大汽车企业的欢迎。因此本文就对铝合金板材在汽车生产中的应用进行了研究。 关键词：汽车覆盖件；铝合金；轻量化 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.032

铝合金具有抗震性等特征，能够在碰撞发生时大幅度减少冲击力和动能，使得汽车安全性得到大大提升，因此在汽车方面应用铝合金板材有广阔的前景。 1 汽车应用铝合金的种类及特点

目前主要是汽车的覆盖件应用铝合金板材，主要有三类，即2000系列、5000系列、以及6000系列，每个系列所含的铝合金元素不同、质量也不同。其中2000系列，也叫AI-Cu系列，如2036铝合金，其具备良好的锻造性、焊接性以及硬化性，在加上Cu，有效的提高了铝合金的力学性能，尤其是涂装烘干后的30分中左右，其硬化性还会上升到一个档次。但是跟其它铝合金相比，其抗腐蚀性比较差，因此最近几年应用的不是很广。

5000系列铝合金具有非常高的抗腐蚀性特点，其含有Mg原子，跟铝可以相溶，形成固溶强化效应，从而成为了非热处理强化合金。由于汽车覆盖件的内板形状比较复杂，强度要求也不是很高，因此经常应用5000系列的铝合金来提高其抗腐蚀性。

6000系列的铝合金板材属于可热处理强化铝合金，其可以将Mg控制在一定的范围，在涂装烘干时，要保证Mg和Si中间想均匀，从而提高了铝合金板材的硬化性，不但提高了表面质量，还能保证冲压时，发生无滑移线现象。其整个综合性能比较好，如耐腐蚀性好、冲压成形性比较好、也比较容易涂装、强度也适中，其最大的优势就是冲压成形性，成形后如果对其进行喷漆烘烤，还可以将其强度得到有效的提高，所以对一些要求比较高的汽车外覆盖件，如要求强度高的、抗凹性比较好、表面质量要求也比较高的汽车外覆盖件等都一般应用6000系列的铝合金板材。

2 铝合金板材在汽车生产中的应用

在铝合金板材应用中，国外比较注重应用6000系列的铝合金板材，如欧洲应用最广的是成形性比较好的6016铝合金，北美国家在汽车生产中应用最广的是强度比较高的6111铝合金和抗腐蚀性强的6022铝合金板材。而日本的一些汽车厂家在生产汽车中应用比较广的是6016

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和6022，并且在应用过程中，应用在覆盖件上，如福特的T系列、法拉利的360赛车、捷豹的NEW XJ、奥迪A2和A8等，而且多应用在车顶、行李箱、车门、以及翼子板等部位。 我国汽车生产中铝合金板材，主要有以下几种应用：

5000系列的铝合金板材，如5754铝合金板材被应用在汽车的车门生产中，其特点就是质量比较稳定，成材率达到了99.6%。我国在首次批量生产小轿车的薄板时，就正式应用了5000系列的铝合金板材。

中国矿业大学对6000系列的铝合金板材进行了改进，被批量的应用在长安汽车的生产过程中，应用在发动机覆盖件上，其成品率超过了90%。并且于2009年，6000系列的铝合金板材被广发的应用在汽车车身板的生产过程中，而且还是批量生产的应用，这是我国首次生产汽车车身板，应用国内的铝合金板材，在以前的车身板生产过程中，都是从国外引进的板材，但是最近我国应用铝合金板材所生产出来的汽车车身板，无论是表面质量还是性能都可以跟国外产品相媲美。

在客车的生产中也广泛的应用了铝合金板材。如08年郑州宇通研发的ZK6126HGE型公交客车，就应用了铝合金板材，是一种全铝型、节能环保型客车。传统的客车车门都是钢制的，比较重，差不多一个车门有22.7公斤，但是全铝合金的客车车门只有10公斤，几乎了下降了50%多，车身的重量也跟传统的客车的重量轻了大约将近50%，从而即环保、又省油。在比如西安西沃客车有限公司推出的VOLVO BIOM豪华全铝大客车，车身应用了2000系列的2A12铝合金型材，大梁也应用了2A12铝合金型材、车棚用了厚度在1.5mm、2mm、以及3-6mm的5000系列的5A02-H23铝合金型材。 3 未来铝合金板材在汽车生产中的研发方向

（1）优化铝合金成分。未来在汽车生产过程中，要对主元素的含量进行控制，如控制Mn、Si、Ti、Fe等元素的配比，也可以加入一些像Ce和Sc这样的稀土元素，以此来保证铝合金的成本，避免一些杂质，影响铝合金的组织。这样有利于汽车板形成良好的表面，也有利于提高汽车板的综合力学性能。

（2）建立铝合金标准。在未来汽车生产过程中，要建立汽车车身用的铝合金标准，以此来实现铝合金的专用化，从而形成一个完成的技术体系。

（3）研究铝合金的连接技术。在未来汽车生产过程中，还要研究铝合金的连接技术，如不同的焊接方法、不同的连接方法、以及不同的铆接方法等。比如说在焊接技术方面可以加强研发新的焊接工艺、控制技术等，像MIC复合焊接技术、搅拌摩擦焊接技术等，以此来提高铝合金的连接质量。

（4）推进成形的工艺发展。在未来铝合金还要完善其超塑性成形、高速吹气成形、以及温成形等成形工艺，以此来提高铝合金的粘性。并且推进电磁复合冲压成形、增量成形等技

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术，改进其热处理工艺，如FTMT处理和RRA回归再时效处理，以此来优化铝合金板材的使用性能，提高其抗腐蚀性和抗凹陷性等。 参考文献：

[1]韩方圆，崔令江.铝合金板材在汽车生产中的应用[J].锻压装备与制造技术，2013，48（03）：85-88.

[2]王丹.铝合金汽车板应用及生产现状[J].上海有色金属，2013， 34（03）：130-133. 作者简介：李政昆（1994-），男，河南南阳人，学生。