科技论坛 ・７ ・ 铝合金板材在汽车生产中的应用 张兴禹张箭冲王连友徐洋 （东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００６０） 摘要：在汽车制造与生产过程中，对材料的性能、质量要求都非常高，并且对材料方面的成本投入也有一定的考虑，铝舍金板材的 应用能够满足轻量化、节约成本、质量保证等方面的要求，目前，铝合金板材在汽车生产中已得到了广泛的应用，为了更好的推广与应用 铝合金板材，针对当前铝合金板材在应用中存在的问题以及研发方面进行分析，并结合现代铝合金板材的应用范围给予阐述。 关键词：铝合金板材；汽车生产；轻量４Ｌ；￣－Ｔ－－Ｔ－艺；应用范围 汽车工业已经达到全球化发展的形势，随着经济、社会不断发 化的措施，利用主元素含量分析，了解其中各种主元素含量比例，对 展，人们对节能、环保的重视越来越高，并成为汽车生产中需要重点 其进行科学控制，试用不同稀土元素，控制时效析出行为，将铝合金 考虑与实现的要求，因此，一些能够满足轻量化标准的新型材料成 主元素中的有害气体成分和一些无用的杂质成分清除，提高铝合金 为了吸引人们眼球的关键，特别是铝合金板材成为汽车生产中最为 金相组织的效果，进而提高铝合金板材的质量，成为性能良好的汽 关注的焦点，它具有密度小、抗冲击性、耐腐蚀、可回收再利用等优 车板 势，凭借这些优势在汽车生产中有着良好的发展前景，加强对铝合 其次，改进轧制及热处理工艺，优化铝合金板材使用性能，实现 金板材的应用研究也因此变得非常重要。 较佳的性能匹配：好的成形性能和高的耐腐蚀性能及抗凹陷性能 １我国铝合金在应用过程中存在的问题以及研发方向 等。目前较广泛研究的热处理工艺（固溶时效处理）有：最终形变热 １．１应用中存在的问题 处理ＦｒＭＴ和回归再时效处理ＲＲＡ。加强自主研发新的铝合金材料 目前，铝合金板材不仅能够从供应、可回收两个优点满足汽车 及新的使用状态，研制出成形性、焊接性能更好，适应性更强的新型 等制造行业对材料的需求与节约要求，同时还能够在质量与性能方 铝合金，更好地满足现代汽车轻量化对铝合金材料的需求。 面给予对材料使用要求的满足，铝合金板材的主要特点就是轻量 ２国内外研究应用现状 化、可回收、性能好等。但在现阶段，我国对汽车生产中铝合金板材 ２．１国外汽车覆盖件用铝合金研究现状 应用的研究还不够重视，应用范围相对较小，并且在研究方面开展 在车用铝合金板材的研发方面，世界各国都取得了一定的成 力度不足，致使铝合金板材应用中存在很多问题。 就，涌现出一批定型的合金，如美国研制成功的５１８２、２０３６、６００９、 １．１．１研究力度不足，不具备系统性研究特点 ６０１０铝合金；欧美最早在汽车车体上使用的铝合金是２０３６和 我国对铝合金板材的使用越来越重视，目前已有一部分汽车类 ５１８２，美国在车体外覆盖件上采用高强度的２０１６铝合金，内板部件 的制造企业开始选用铝合金板材，并且也有一些学者针对铝合金板 上采用成形性良好的５１８２铝合金。材等有关知识与应用开展研究工作，采用各种实验方法进行铝合金 目前，在欧洲、美国、日本等主要汽车生产国，一些轿车的覆盖 福特ＭｏｄｅｌＴ型汽车、福 时效特性、板材成型性能以及力学性能等多方面的研究，但是由于 件已部分或全部采用铝合金材料。如亨利・相关研究缺乏系统化，研究结果最终达不到理想结果。 特Ｐｒｏｄｉｇｙ、捷豹ｎｅｗＸＪ、法拉利３６０赛车、Ｄａｉｍｌｅｒ—ＣｈｒｙｓｌｅｒＰｒｏｗｌｅｒ、 １．１．２铝合金板材应用过程中创新性不足 ＶＷ３ＬＬｕｐｏ、奥迪Ａ２、Ａ８及本田混合动力轿车、ＮＳＸ等车型的覆盖 我国对汽车生产中铝合金板材的应用过于依赖已有的汽车用 件全部为铝合金材料。福特Ｒａｎｇｅｒ、丰田Ｃｒｏｗｎ等采用铝合金覆盖 铝合金板材成型产品，并且在研究中也主要是针对有牌号的铝合 件的部位主要集中在轿车的引擎盖。其他车型，如雪铁龙ｃ６、马自 金，而对铝合金板材新型创新方面的研究明显缺少，至今所研发出 达ＲＸ一８、宝马５、７系列等，在车顶、行李箱盖、车门、翼子板等部位 的具有独特性的新型变形铝合金的种类也非常的少，与一些发达的 也采用铝合金材料。国家相比，在创新研究上就已经相对落后很多。所以加强研究力度， ２．２国内汽车覆盖件用铝合金应用现状 实现具有系统性、创新性的研究非常重要。 东北轻合金有限公司对轿车门内用５７５４铝合金板材进行了研 １．１．３生产工艺方面存在不足 发，通过实施“应用一发现一改进一再应用”的数次循环，使板材的 汽车用铝合金板材在生产过程中，其工艺水平对铝合金板材成 质量缺陷逐一被解决，生产的５７５４—０铝合金轿车车门内衬质量稳 型性能的影响非常大，而现阶段我国在铝合金板材生产工艺方面还 定。冲制成材率达到９９．６％，是我国首次批量生产的小轿车薄板在 存在技术不成熟、技能不完善等情况，这主要源于我国相关生产企 实际制造覆盖件中的正式使用。 业对汽车用铝合金加工、制造等方面的知识、技术掌握能力不足，生 徐州财发联合重庆汽车研究院、中国矿业大学对汽车６０００系 产经验又相对较少，因此，除了能够生产一些有牌号（如：东北轻合 铝合金覆盖件板材进行工艺技术攻关，并取得了很大进展，批量生 金加工的轿车车门用５７５４铝合金板等）的铝合金产品外，其他适用 产出的板材经长安汽车公司冲制成发动机覆盖件，其成品率超过 牌号的铝合金板材生产能力相对较差，工艺上的差距是直接导致生 ９Ｏ％。 ２００９年１２月国内首条汽车车身板生产线在西南铝业建成投 产能力落后的原因，这与国外的铝合金板材生产能力相比，质量、性 能等方面都存在一定的差距，工艺的缺陷导致常见的质量与性能问 产，并实现批量生产，从此车身板长期依赖进口的局面被打破。该公 题有：力学性能不达标、破裂现象多、光滑度低、起皱、尺寸不精准、 司生产的各种汽车车身板带的性能均可与进口产品媲美，得到用户 认可。除轿车外，客车的生产也涉及到了铝合金板材的使用。２００８ 综合性能不能满足使用要求等等。 １．２铝合金板材在汽车生产中的研发方向 年美国铝业与郑州宇通共同研制的新一代节能环保全铝 ７ｋｇ，而该 以上所提到的问题是制约铝合金板材被广泛应用的关键，因此 ＺＫ６１２６ＨＧＥ型公交客车。传统的钢制车门的质量高达２２．０．２ｋｇ，下降了５５．１％。车身重量比同类传统 需要对问题进行及时解决并作出更好的研究成果，首先要从铝合金 车的铝合金车门只有１板材的生产工艺、热能处理、冲压成形等多方面人手研究，并结合汽 客车减轻约４６％，轻便省油。 参考文献 车生产中对铝合金板材性能要求进行考虑与研究，以提高汽车零件 部件加工与使用性能为目标，采取有效的研究方案： ｆ１］ｘＦ磷．热处理对汽车车身用５１８２铝合金板性能的影响『Ｊ］．热加工 首先，加强熔铸工艺的提升，保证铸锭质量符合汽车零件部件 工艺．２０１６（１０）． 使用要求，加强均火的实现，利用在线细化晶粒技术、铸锭连续均匀 『２１于瑞海．铝合金材料在现代汽车轻量化制造技术中的应用『Ｊ１．工业， 化处理技术以及在线净化铝合金溶体技术等，以保证铝合金板材塑 ２０１５＠５）． 性，可加工性，提高铝合金板材成型性能。同时可实施对合金成分优