使用鋁型材來實現汽車輕量化效果,具有以下特點:
1、質量輕 2、強度高 3、腐蝕性強 4、可塑性好 5、價格貴
鋁合金型材具有一係列優良特性,諸如密度小,比強度和比剛度高、彈性好、抗衝擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、高導電、高導熱、易表面著色,良好的加工成型性以及高的回收再生性等,因此,在工程領域內,鋁一直被認為是“機會金屬”或“希望金屬”,鋁工業一直被認為是“朝陽工業”。汽車用擠壓鋁材90%以上是用6XXX係合金生產的,用3XXX、5XXX係與7XXX係合金擠壓的僅是少數。多以擠壓型材與管材形式用於汽車零件制造。 汽車用鋁合金型材用量增加後所帶來的效益主要體現在以下幾方面:
(1)汽車輕量化,節能降耗,有利環保。通常使用1kg鋁合金型材,汽車自重可以下降2.25kg。
對於1300kg重的轎車,若其重量下降10%,其燃料消耗可降低6%-8%。在一般情況下,每減輕1kg車重,1L汽油可使汽車多行駛0.11km,或者說每行駛100km,就可節省0.7kg汽油。
(2)可回收再利用,進一步節約能源,鋁合金型材零部件,便於重熔回收,目前的回收率不低於85%。再生鋁合金的能耗只有電解鋁的3%-5%,因此可節約大量的能源。
(3)增加抗蝕性,延長使用壽命
鋁合金型材在常溫自然條件下,表面就可生成一層致密的氧化膜,此氧化膜可阻止鋁合金基體進一步和空氣當中的氧氣發生反應,因而經表面處理的鋁型材材其耐蝕性、耐氧化性能大大高於鋼鐵材料。
(4)有助於提高汽車行駛的平穩性、乘坐的舒適性和性
減輕車重,提高汽車的行駛性能。美國鋁業協會提出,如果車重減輕25%,就可使汽車加速到60mph的時間從原來的10秒鐘減少到6秒鐘;由於使用鋁合金型材是在不減少汽車容積的情況下減輕汽車自重,因而使汽車更穩定,在受到衝擊時鋁合金型材結構能吸收更多的能量,因而更和舒適。
(5)較強的標準化設計與制造適應性
在現代化大工業生產中,哪種材料具有更強的標準化設計與制造適應性,就會受到設計師與工藝師的歡迎,就會成為工程師與管理工作者的優選材料之一。鋁型材在這方面的優點是工具與模具的投資較低,因而零部件的生產周期短,可縮短產品投向市場的周期,可減輕分期償還成本。
可見,鋁合金型材是汽車輕量化的佳選擇。
鋁合金型材的應用現狀和發展趨勢
鋁合金擠壓型材較其他成型方式,具備以下的特點:
(1)在擠壓過程中,被擠壓金屬在變形區內獲得比軋制、鍛造更為強烈和均勻的三向壓縮應力狀態,因此擠壓可充分發揮被加工金屬的塑性,可用於加工軋制鍛造無法加工的難變形金屬,同時可用於制作各種空心或實心的復雜截面構件。
(2)由於鋁型材幾何截面可變,因而其構件的剛度高,可提高車身的剛性、降低其NVH特性、提高車輛動態控制特性。
(3)由於鋁型材截面可控制,可提高構件的功能集成程度,降低構件數量,同時通過截面匹配還可實現焊接準確定位。
(4)具有擠壓效益的產品,在淬火時效後,縱向強度性能遠比其他方法加工的同類產品要高。
(5)擠壓後產品表面色澤好,耐腐蝕性能好,不需要做其他防腐性的表面處理。
(6)擠壓加工靈活性大,工裝模具成本低,設計變更費用低。