汽車輕量化背景
輕量化的必然性:
?汽車質(zhì)量每減輕1%,可節(jié)省燃料消耗0.6%~1.0%;
?車輛每減重100 kg,CO2排放量可減少約5 g/km,在轎車中每使用1 kg鋁,可在其使用壽命期內(nèi)減少20 kg尾氣排放;
?汽車尾氣排放與油耗成正相關(guān);
?現(xiàn)有汽車越來越高級化,附加裝置也越來越多。同樣使得輕量化成了必然。
汽車輕量化的主要對象:
由表2可以知:發(fā)動機(jī)、底盤、車身及內(nèi)外裝占轎車總質(zhì)量的比例較大,減重潛力也較大。轎車車身是轎車中重量較大的部件,約占汽車總重量的30%,所以車身的鋁化舉足輕重。
鋁合金車身板的應(yīng)用及減重效果
1.3輕量化的手段
(1)優(yōu)化汽車車身框架結(jié)構(gòu);
(2)用高強(qiáng)度輕質(zhì)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵材料。
主要有:
1.高強(qiáng)度鋼板
2.鋁合金
3.鎂合金
4.鈦合金
5.高分子材料
6.新型復(fù)合材料
鋁合金基礎(chǔ)知識
鋁合金的特點:
鋁的密度?。?.7 g/cm3),約為鋼(7.8 g/cm3)的1/3。用鋁合金代鋼鐵可減重50%左右,由于鋁的表面易氧化形成致密而穩(wěn)定的氧化膜(鈍化),所以耐蝕性好。鋁有較好的鑄造性,由于鋁的融化溫度低,流動性好,易于制造各種復(fù)雜形狀的零件。鋁中加入一種或幾種元素后即構(gòu)成鋁合金,鋁合金相對于純鋁可以提高強(qiáng)度和硬度,除固溶強(qiáng)化外,有些鋁合金還可以熱處理強(qiáng)化,使有些鋁合金的抗拉強(qiáng)度可超過600MPa。導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率是鋼的3倍。
鋁合金分類
根據(jù)合金元素和加工工藝特性,可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
鋁合金基礎(chǔ)代號:
變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號命名的基本原則基礎(chǔ)狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示;細(xì)分狀態(tài)代號采用基礎(chǔ)狀態(tài)代號后跟一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
汽車用鋁合金現(xiàn)狀
在汽車上的應(yīng)用范圍:
鑄造鋁合金與變形鋁合金都在汽車中獲得了應(yīng)用,但是以前者為主。當(dāng)前鋁合金的鑄件主要用于制造發(fā)動機(jī)零部件、殼體類零件和底盤上的其他零件。如轎車發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼、保險杠、車輪、發(fā)動機(jī)托架等幾十種零件。
變形鋁合金適合壓力加工,通過冷變形和熱處理可使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高。可制成板材、管材、棒材以及各種形狀的型材。變形鋁合金主要用于汽車車身。包括:發(fā)動機(jī)罩、車頂棚、車門、翼子板、行李箱蓋、地板、車身骨架及覆蓋件。過去用于轎車車身的鋁合金主要有Al-Cu-Mg(2000系)、Al-Mg(5000系)an Al-Mg-Si(6000系)三大系列。
汽車工業(yè)中,零部件的輕量化與高強(qiáng)度對于汽車節(jié)能降耗、提高安全系數(shù)具有顯著作用,鋁合金因為具有良好的成型性能和較好的強(qiáng)度、耐腐蝕性且成本低等優(yōu)點,被越來越多地應(yīng)用到汽車底盤、發(fā)動機(jī)及車身中。因此,提高汽車的用鋁量,實現(xiàn)輕量化,已經(jīng)成為當(dāng)今汽車制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一個重要環(huán)節(jié)。
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