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多種材料車身的發展動向
按零部件計算汽車質量,車身占37%、底盤占30%、動力傳動系統(P/T)占14%、內裝件占12%、電裝件占4%、空調系統占3%。實現汽車的輕量化,對車身進行輕量化非常有效。車身輕量化的發展特點是在其適當的部位使用適當的材料構而成多種材料的復合車身。
以博士911、Range Rover、Range Rover Evoque等車為例,介紹多種材料復合車身的最新技術。例如,Evoque的車身骨架應用了熱沖鋼板,發動機罩和頂蓋采用鋁合金,翼子板和車門加強件應用樹脂材料。鋁合金頂蓋與車身骨架的異種材料連接應用了SPR和粘接技術。Range Rover的車身骨架為鋁合金材質,翼子板和車門加強板采用樹脂材料,散熱器芯和儀表板(IP)采用鎂合金。
材料應用發展方向:①高強度鋼板;②鋁合金;③樹脂;④CFRP;⑤鎂合金。
高強度鋼板。超高強度鋼板和熱沖零件在車身骨架上的應用比例增加到約20%。特別是歐洲OEM車的熱沖零件應用比例最大。目前980MPa高強度鋼板已能全球采購,冷沖的超高強度鋼板應用增加,并開發出伸長率達17%的1.2GPa材料。
鋁合金。根據鋁合金廠家預測,2011~2016年,鋁合金材料的發動機罩將從11%增加到15%,車門加強板從2%增加到4%,車門從1%增加到5%,頂蓋從1%增加到2%,結構件從0增加到2%。車身外板應用鋁合金的傾向擴大。例如,Audi的鋁合金發動機罩和翼子板等。目前,已有鋁合金和鋼板的混合結構外板材料。奔馳SL等車型已采用全鋁車身。
樹脂。利用樹脂的優點可實現零部件的一體化和復雜形狀的制造。如SUV車采用的樹脂車門加強板和翼子板等;有利用熱沖和注射成形組合的成形方法制造零部件。開發了LFT-D方法制造塑料件。
CFRP。奔馳SL的后備箱、FORD車的發動機罩都采用了CFRP材料。BMWi3、VW L1整車采用CFRP材料。
鎂合金。目前已有散熱器芯支撐板和車內加強板應用鎂合金件。鎂合金材料的90%以上為中國生產。
介紹了EV車車身的多種材料復合結構,重點介紹了日產LEAF、ETELLAR MODELS、BMWi3等車型的車身材料使用狀況和發展趨勢。
刊名:輕金屬溶接(日)
刊期:2013年第11期
作者:千枼晃司
編譯:郝長文