铝合金——汽车轻量化的重要材料

2019年05月13日 11:25 8927次浏览 来源:   分类: 铝应用

导读: 出于环保和节能等需要,轻量化已是汽车发展的必然趋势。汽车轻量化对减轻车身重量、减少耗油量和减排至关重要。汽车轻量化可以通过先进的制造工艺、轻量化材料、结构化设计等途径实现,轻质材料包括铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维、碳纤复合材料等等。

出于环保和节能等需要,轻量化已是汽车发展的必然趋势。汽车轻量化对减轻车身重量、减少耗油量和减排至关重要。汽车轻量化可以通过先进的制造工艺、轻量化材料、结构化设计等途径实现,轻质材料包括铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维、碳纤复合材料等等。

“国内汽车车身轻量化将带来铝黄金期”,日前在滨州举办的世界高端铝业高峰论坛上,重庆大学材料科学与工程学院教授贾志宏表示。从轻量化、节能、环保等综合性能方面考虑,铝合金是汽车轻量化首选材料,已有多国致力于汽车用铝合金的研究。研究表明,汽车每应用1kg铝材,可获得2kg的减重效果;汽车每减重10%,油耗可降低6%-8%,尾气排放量可减少4%。

铝合金材料可分为变形铝合金和铸造铝合金。其中,变形铝合金可用于车身系统部件、热交换器系统部件、厢式货车等方面;铸造铝合金可用于发动机系统、传动系统、离合器踏板、方向盘等方面。铝合金具有比强度高、耐腐蚀和良好的加工成形性,热处理后强度可与钢的媲美,因此可作为理想的汽车轻量化材料,当前以及今后一段时期内,铝合金材料是汽车轻量化的主要选择替代材料。

与国外先进汽车相比,我国铝合金板在汽车领域的应用与汽车制造业发达国家相比还有较大差距。在汽车工业发达国家,18%的铝材用于汽车制造,每辆汽车的平均用铝量为140kg左右,并以每年20%-30%的速度增长。据悉,我国已出台相关政策支持高品质铝合金汽车板产业化。

2018年,我国产销虽然出现了多年来首次年度下降,年产量和年销量均为世界第一。特别是新能源汽车方面,仍然保持着高速发展,根据规划,2020年我国新能源汽车将达到200万辆。对于新能源汽车来说,轻量化技术是核心关键技术之一,特别是在补贴退坡的大环境下,如何选择合适的请鲁昂付啊技术路线,并且还有兼顾性能、续航和成本等等,这对于整个新能源汽车行业都是极大的挑战。

据报道,日前德国西格里碳素公司(SGL Carbon)宣布与蔚来(NIO)达成合作。SGL将为蔚来研发碳纤维增强型塑料电池外壳原型,该电池外壳比传统的铝或钢制电池外壳轻40%,具有高刚性,而且比铝的热导率低200倍。据了解,目前电动车的动力电池包外壳大多数是由铝和钢制成。

在动力电池中,托盘占去了电池系统重量的20~30%,实为主要结构件。铝合金材质,首先能满足车辆零部件包括电池系统结构需求,能替代部分钢结构的材料。车用铝合金应用主要包括5×××系(Al-Mg)和6×××系(Al-Mg-Si)等等,铝托盘主要采用6系铝型材(材质的应用,还需进一步分析和摸索)。

6系铝合金强度适中,成形性和耐蚀性好,综合性能优良,进行固溶淬火和自然时效处理后屈服强度较低,具有良好的冲压成形性,而且在烤漆处理后强度提高,抗凹陷能力增强,因此该材料是汽车轻量化的首选材料。

汽车的安全不是依靠铁皮的厚度来衡量的,而是靠车身结构的安全设计。近些年世界各国都在研发轻量化车身,减少排量,推行新能源,汽车轻量化才是以后汽车的发展趋势。铝合金作为汽车轻量化的重要材料,必须立足全球市场,长期关注其可持续性发展。

责任编辑:于璐

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