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鋁合金型材的應用能否實現汽車輕量化發展趨勢

艾普斯   丨  2018.10.13   丨  3765

千萬不要以為全鋁車身就等于純鋁車身,所謂的全鋁車身,實際上指的是汽車的主要結構部位用的是鋁合金,其它的部位和零件可以用非鋁制品材料來完成,具體應用要根據汽車的受力部位大小來決定,主要受力部位用鋁合金材料,利用鋁合金型材的密度小來達到汽車的輕量化的效果。

 

鋁型材的種類很多,用于汽車制造上用的鋁型材以6063-T5為主,它是以鋁為主要合金元素,加入其它的合金擠壓而成的一種新型合金材料,每一種合金元素都有不同的作用與特性。鋁元素的密度很輕,只有2.7g/cm3,只相當于鋼材的1/3,純鋁的強度很低,通過加入其它的鎂、銅、錳、硅、鋅等元素,使鋁型材的抗拉強度達到180MPa,屈服強度達到127MPa,大大提高了鋁型材的力學性能。而整體車身的重量減輕了一半,鋁型材只需要用一半厚度的材料,便可達到鋼材相同的強度,充分利用了鋁型材質量輕和強度高的優勢。

 

8080工業鋁型材三維模型

知道了全鋁車身并非全身都是鋁合金材料制成的,那么我們就來了解一下具體哪些地方用到哪種型號的鋁型材。目前全鋁車身用的鋁型材主要為5系(鋁鎂合金)和6系(鋁鎂硅)合金,加入的鎂元素可以提高鋁型材的強度,當然2系(鋁銅合金)和7系(鋁鋅合金)也會用到,2系鋁合金中加入的銅元素可以提高車身的硬度,一般用來做車身用的鈑金件,7系它具有非常好的耐腐蝕性與耐磨性,但是由于我國國內的生產技術水平尚達不到標準,通常需要依賴進口,而且由于價格偏貴,只在航空和軍工等高端領域使用,全鋁車身上的也只是最關鍵的部位使用,比如去年12月份上市的蔚來汽車ES8,只在縱梁部位使用了7003型號的鋁型材,其它部位如底盤和鑄件也是使用的5系和6系鋁型材,有些車身的引擎蓋也用的是鋁型材。

 

汽車用材料的更新換代除了環保,最主要的就是以輕來吸引用戶。傳統的鋼材結構的汽車車身約占到整個車體重量的35%,而采用鋁合金材料制成的車身,整體重量可減少40%,打個比方,同一款型號的汽車,用鋼材結構制造的整體重量為1000kg,而用鋁型材制造的整體質量只有600kg,相當于從車上下來4個成年人,毫無疑問,使用全鋁車身的汽車最少可以瞬間提速,輕量化的效果不言而喻。當然全鋁車身的價格不菲,目前還無法普及,因為鋁合金的成本本來就不便宜,加上鋁型材加工的過程也比鋼材復雜,后期還要進行噴砂氧化和陽極氧化等各種表面處理工序,以提高鋁型材的耐腐蝕性與外觀性能,整體造價就要高出很多,如果不從成本方面來考慮,肯定會選擇全鋁車身的汽車,畢竟在輕量化的基礎上,它的強度與防腐蝕性能以及其它方面的性能都可以達到用戶的使用需求。

 

勿庸置疑,全鋁車身發揮了鋁型材的各種優點:整體質量輕便、耐腐蝕性強、強度高、抗沖擊力強,在車體的主要受力部位使用鋁型材材料,在保障安全性能的前提下,各種抗壓強度并沒有受到影響,整個車身的重量得到大幅度降低,從而達到汽車輕量化的使用效果,為用戶帶來全新的駕駛體驗,不過生產成本高仍然是全鋁車身目前發展不能普及的重要原因。

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