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鋁合金型材——汽車輕量化的重要材料

2019-10-05

出于環保和節能等需要,輕量化已是汽車發展的必然趨勢。汽車輕量化對減輕車身重量、減少耗油量和減排至關重要。汽車輕量化可以通過先進的制造工藝、輕量化材料、結構化設計等途徑實現,輕質材料包括鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維、碳纖復合材料等等。


“國內汽車車身輕量化將帶來鋁黃金期”,日前在濱州舉辦的世界高端鋁業高峰論壇上,重慶大學材料科學與工程學院教授賈志宏表示。從輕量化、節能、環保等綜合性能方面考慮,鋁合金是汽車輕量化材料,已有多國致力于汽車用鋁合金的研究。研究表明,汽車每應用1kg鋁材,可獲得2kg的減重效果;汽車每減重10%,油耗可降低6%-8%,尾氣排放量可減少4%。


鋁合金材料可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。其中,變形鋁合金可用于車身系統部件、熱交換器系統部件、廂式貨車等方面;鑄造鋁合金可用于發動機系統、傳動系統、離合器踏板、方向盤等方面。鋁合金具有比強度高、耐腐蝕和良好的加工成形性,熱處理后強度可與鋼的媲美,因此可作為理想的汽車輕量化材料,當前以及今后一段時期內,鋁合金材料是汽車輕量化的主要選擇替代材料。


與國外先進汽車相比,我國鋁合金板在汽車領域的應用與汽車制造業發達國家相比還有較大差距。在汽車工業發達國家,18%的鋁材用于汽車制造,每輛汽車的平均用鋁量為140kg左右,并以每年20%-30%的速度增長。據悉,我國已出臺相關政策支持高品質鋁合金汽車板產業化。


2018年,我國產銷雖然出現了多年來首次年度下降。特別是新能源汽車方面,仍然保持著高速發展,根據規劃,2020年我國新能源汽車將達到200萬輛。對于新能源汽車來說,輕量化技術是核心關鍵技術之一,特別是在補貼退坡的大環境下,如何選擇合適的請魯昂付啊技術路線,并且還有兼顧性能、續航和成本等等,這對于整個新能源汽車行業都是極大的挑戰。


據報道,日前德國西格里碳素公司(SGL Carbon)宣布與蔚來(NIO)達成合作。SGL將為蔚來研發碳纖維增強型塑料電池外殼原型,該電池外殼比傳統的鋁或鋼制電池外殼輕40%,具有高剛性,而且比鋁的熱導率低200倍。據了解,目前電動車的動力電池包外殼大多數是由鋁和鋼制成。


在動力電池中,托盤占去了電池系統重量的20~30%,實為主要結構件。鋁合金材質,首先能滿足車輛零部件包括電池系統結構需求,能替代部分鋼結構的材料。車用鋁合金應用主要包括5×××系(Al-Mg)和6×××系(Al-Mg-Si)等等,鋁托盤主要采用6系鋁型材(材質的應用,還需進一步分析和摸索)。


6系鋁合金強度適中,成形性和耐蝕性好,綜合性能優良,進行固溶淬火和自然時效處理后屈服強度較低,具有良好的沖壓成形性,而且在烤漆處理后強度提高,抗凹陷能力增強,因此該材料是汽車輕量化的材料。


汽車的安全不是依靠鐵皮的厚度來衡量的,而是靠車身結構的安全設計。近些年世界各國都在研發輕量化車身,減少排量,推行新能源,汽車輕量化才是以后汽車的發展趨勢。鋁合金作為汽車輕量化的重要材料,必須立足全球市場,長期關注其可持續性發展。


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