车身质量占汽车总质量的40%左右,对于整车的轻量化而言,车身的轻量化起着举足轻重的作用。

我们今天就来聊一聊汽车车身用铝合金零件关键制造技术,包括铝合金汽车板材和管件液压成形工艺、板材温冲压成形技术、型材挤压成形和结构件铸造(铸铝)成形技术等。

| 铝合金在车身上的应用

铝合金的牌号依据所含非铝元素的种类与含量的不同,分为1000到9000共九大系列。

汽车车身用铝合金材料主要包括:铜元素含量最高、硬度也较高的2000系,主含镁元素、又称“镁铝合金”的5000系,镁硅含量高、抗腐蚀和抗氧化性能好的6000系,汽车车身的不同受力部位会采用不同系列型号的板材、型材、管材及高性能铸铝等铝合金材料。

  • 骨架部分:车身受力最大的部分,采用2000系或7000系材料,可热处理强化。

  • 外板部分:车身次要的受力部位,采用5000系或6000系材料。

  • 车门部分:采用5000系或6000系材料。   

  • 地板部分:采用5000系或6000系材料。

  • 铸件:采用高性能铸铝合金,可热处理强化。

汽车轻量化:聊一聊车身用铝合金零件关键制造技术

铝合金在汽车上广泛运用

铝铸件被制造能够承载大载荷的部件,明显减轻了重量但同时还具有高的强度。这些板件具有复杂的几何形状,通常是用真空压铸的方式,使它具有较高强度。铝铸件还具有高的延展性,良好的焊接性能,较高的塑性,保证了在发生碰撞时的高安全性。这些铸件的铝合金类型是5000或6000系列铝合金。目前铝铸件主要运用到电动车电池包结构箱体上比较多。

汽车轻量化:聊一聊车身用铝合金零件关键制造技术

Tesla Model S电池箱体

汽车车身用铝合金零件关键制造技术

汽车车身用铝合金零件主要有铸造(铸铝)连接件、覆盖件(板材冲压)、挤压型材骨架结构件、液压成形板材覆盖件和管材结构件等。

普通冲压工艺加工铝合金表面质量差,成品率低(只有70% 左右),不能满足车身零件高精度、高可靠性、高效率和低缺陷制造的要求。汽车车身零件的液压成形技术在欧美、日韩等发达国家的汽车产业中获得了大量应用,设备最高压力达到了400 MPa,加工出铝合金汽车发动机罩内外板、车门内外板及翼子板等覆盖件已装车应用。

大型铝铸件、液压成形部件是铝合金成型的两项核心技术。铝合金汽车板材和管材液压成形工艺如下图。

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