淺析鋁合金板材在汽車生產中的應用

李政昆+黃國龍

摘 要：汽車輕量化就是要應用一些輕質的材料，比如鋁合金板材，其特點就是密度小、強度大、耐腐蝕性強、抗沖擊性也比較好、以及再生性強等，因此深受廣大汽車企業的歡迎。因此本文就對鋁合金板材在汽車生產中的應用進行了研究。

關鍵詞：汽車覆蓋件；鋁合金；輕量化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.032

鋁合金具有抗震性等特征，能夠在碰撞發生時大幅度減少沖擊力和動能，使得汽車安全性得到大大提升，因此在汽車方面應用鋁合金板材有廣闊的前景。

1 汽車應用鋁合金的種類及特點

目前主要是汽車的覆蓋件應用鋁合金板材，主要有三類，即2000系列、5000系列、以及6000系列，每個系列所含的鋁合金元素不同、質量也不同。其中2000系列，也叫AI-Cu系列，如2036鋁合金，其具備良好的鍛造性、焊接性以及硬化性，在加上Cu，有效的提高了鋁合金的力學性能，尤其是涂裝烘干后的30分中左右，其硬化性還會上升到一個檔次。但是跟其它鋁合金相比，其抗腐蝕性比較差，因此最近幾年應用的不是很廣。

5000系列鋁合金具有非常高的抗腐蝕性特點，其含有Mg原子，跟鋁可以相溶，形成固溶強化效應，從而成為了非熱處理強化合金。由于汽車覆蓋件的內板形狀比較復雜，強度要求也不是很高，因此經常應用5000系列的鋁合金來提高其抗腐蝕性。

6000系列的鋁合金板材屬于可熱處理強化鋁合金，其可以將Mg控制在一定的范圍，在涂裝烘干時，要保證Mg和Si中間想均勻，從而提高了鋁合金板材的硬化性，不但提高了表面質量，還能保證沖壓時，發生無滑移線現象。其整個綜合性能比較好，如耐腐蝕性好、沖壓成形性比較好、也比較容易涂裝、強度也適中，其最大的優勢就是沖壓成形性，成形后如果對其進行噴漆烘烤，還可以將其強度得到有效的提高，所以對一些要求比較高的汽車外覆蓋件，如要求強度高的、抗凹性比較好、表面質量要求也比較高的汽車外覆蓋件等都一般應用6000系列的鋁合金板材。

2 鋁合金板材在汽車生產中的應用

在鋁合金板材應用中，國外比較注重應用6000系列的鋁合金板材，如歐洲應用最廣的是成形性比較好的6016鋁合金，北美國家在汽車生產中應用最廣的是強度比較高的6111鋁合金和抗腐蝕性強的6022鋁合金板材。而日本的一些汽車廠家在生產汽車中應用比較廣的是6016和6022，并且在應用過程中，應用在覆蓋件上，如福特的T系列、法拉利的360賽車、捷豹的NEW XJ、奧迪A2和A8等，而且多應用在車頂、行李箱、車門、以及翼子板等部位。

我國汽車生產中鋁合金板材，主要有以下幾種應用：

5000系列的鋁合金板材，如5754鋁合金板材被應用在汽車的車門生產中，其特點就是質量比較穩定，成材率達到了99.6%。我國在首次批量生產小轎車的薄板時，就正式應用了5000系列的鋁合金板材。

中國礦業大學對6000系列的鋁合金板材進行了改進，被批量的應用在長安汽車的生產過程中，應用在發動機覆蓋件上，其成品率超過了90%。并且于2009年，6000系列的鋁合金板材被廣發的應用在汽車車身板的生產過程中，而且還是批量生產的應用，這是我國首次生產汽車車身板，應用國內的鋁合金板材，在以前的車身板生產過程中，都是從國外引進的板材，但是最近我國應用鋁合金板材所生產出來的汽車車身板，無論是表面質量還是性能都可以跟國外產品相媲美。

在客車的生產中也廣泛的應用了鋁合金板材。如08年鄭州宇通研發的ZK6126HGE型公交客車，就應用了鋁合金板材，是一種全鋁型、節能環保型客車。傳統的客車車門都是鋼制的，比較重，差不多一個車門有22.7公斤，但是全鋁合金的客車車門只有10公斤，幾乎了下降了50%多，車身的重量也跟傳統的客車的重量輕了大約將近50%，從而即環保、又省油。在比如西安西沃客車有限公司推出的VOLVO BIOM豪華全鋁大客車，車身應用了2000系列的2A12鋁合金型材，大梁也應用了2A12鋁合金型材、車棚用了厚度在1.5mm、2mm、以及3-6mm的5000系列的5A02-H23鋁合金型材。

3 未來鋁合金板材在汽車生產中的研發方向

（1）優化鋁合金成分。未來在汽車生產過程中，要對主元素的含量進行控制，如控制Mn、Si、Ti、Fe等元素的配比，也可以加入一些像Ce和Sc這樣的稀土元素，以此來保證鋁合金的成本，避免一些雜質，影響鋁合金的組織。這樣有利于汽車板形成良好的表面，也有利于提高汽車板的綜合力學性能。

（2）建立鋁合金標準。在未來汽車生產過程中，要建立汽車車身用的鋁合金標準，以此來實現鋁合金的專用化，從而形成一個完成的技術體系。

（3）研究鋁合金的連接技術。在未來汽車生產過程中，還要研究鋁合金的連接技術，如不同的焊接方法、不同的連接方法、以及不同的鉚接方法等。比如說在焊接技術方面可以加強研發新的焊接工藝、控制技術等，像MIC復合焊接技術、攪拌摩擦焊接技術等，以此來提高鋁合金的連接質量。

（4）推進成形的工藝發展。在未來鋁合金還要完善其超塑性成形、高速吹氣成形、以及溫成形等成形工藝，以此來提高鋁合金的粘性。并且推進電磁復合沖壓成形、增量成形等技術，改進其熱處理工藝，如FTMT處理和RRA回歸再時效處理，以此來優化鋁合金板材的使用性能，提高其抗腐蝕性和抗凹陷性等。

參考文獻：

[1]韓方圓，崔令江.鋁合金板材在汽車生產中的應用[J].鍛壓裝備與制造技術，2013，48（03）：85-88.

[2]王丹.鋁合金汽車板應用及生產現狀[J].上海有色金屬，2013， 34（03）：130-133.

作者簡介：李政昆（1994-），男，河南南陽人，學生。endprint