汽車(chē)鋁型材為汽車(chē)輕量化發(fā)展帶來(lái)了哪些改變?
汽車(chē)采用鋁合金型材,采用高強(qiáng)度、輕質(zhì)量的材料實(shí)現(xiàn)輕量化效果。
所謂全鋁車(chē)身,并不是說(shuō)整個(gè)車(chē)身都是純鋁的,而是說(shuō)主要的結(jié)構(gòu)部分都是鋁型材,其他的部分可以用非鋁材料。鋁型材的種類(lèi)很多,分為1系列到7系列,全部鋁車(chē)身使用的型材主要是5系列鋁鎂合金和6系列鋁鎂合金,當(dāng)然還有車(chē)身金屬板材用的2系列鋁銅合金。
采用鋁型材實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化效果,具有以下特點(diǎn):
1、質(zhì)量輕
鋁合金因其低密度而輕,只有1/3的鋼材。一般來(lái)說(shuō),汽車(chē)的車(chē)身重量約為整車(chē)重量的35%,高強(qiáng)度鋼比普通鋼輕,鋁型材比高強(qiáng)度鋼輕,通常汽車(chē)可以使用500公斤鋁合金材料,整體重量可以降低至少40%,相當(dāng)于汽車(chē)上4名成年人的重量減少200公斤,輕量汽車(chē)的效果明顯。
2、強(qiáng)度高
與鋼相比,鋁的密度較小,假設(shè)2mm厚的鋼,使用4mm厚的鋁,達(dá)到相同的強(qiáng)度;但鋼的重量是鋁的一半重量,也就是說(shuō),只要使用半重量的鋁可以達(dá)到與鋼相同的強(qiáng)度。所以一般全鋁車(chē)身的鋁板比鋼材厚0.2-0.5mm,利用鋁材料的低密度優(yōu)勢(shì),通過(guò)增加材料的厚度來(lái)達(dá)到車(chē)身的高強(qiáng)度,以提高汽車(chē)的安全性能。
3、腐蝕性強(qiáng)
鋁是一種活潑的金屬在空氣中易氧化,鋁合金和空氣中的水、氧經(jīng)過(guò)氧化后,在材料表面形成一層致密的氧化鋁薄膜,它可與鋁基體緊密結(jié)合,形成一層非常穩(wěn)定的保護(hù)層,通過(guò)后續(xù)的陽(yáng)極氧化和電泳涂層及粉末涂層,這層保護(hù)膜也可厚,具有很好的耐腐蝕性,能夠適應(yīng)各種不良的工業(yè)環(huán)境,可以延長(zhǎng)車(chē)輛的使用壽命。
4、可塑性好
車(chē)身鋁型材主要采用5系和6系鋁合金,強(qiáng)度高,抗拉強(qiáng)度可達(dá)180兆帕,屈服強(qiáng)度可達(dá)127兆帕以上,塑性強(qiáng);碳鋼的抗拉強(qiáng)度為235兆帕,屈服強(qiáng)度為207兆帕。與之相比,鋁型材具有更好的塑性。依靠現(xiàn)代高科技沖壓和鈑金技術(shù),它,它可以生產(chǎn)出非常復(fù)雜的整個(gè)鋁體,如捷豹和奧迪兩種典型的型號(hào),這種美麗的曲線是用鋼做不到的。
5、價(jià)格貴
全鋁車(chē)身雖然具有上述優(yōu)點(diǎn),但目前還不能推廣。最重要的一點(diǎn)是高成本,包括原材料成本和生產(chǎn)過(guò)程成本。一般的車(chē)型是無(wú)法承受全鋁車(chē)身的,因?yàn)樗谠靸r(jià)上是非常高的,就連新一代奧迪A8這樣的豪車(chē)也“傷不起”,從成本上來(lái)考慮,有些地方也只能用高強(qiáng)度鋼來(lái)替代全鋁部位了。
鋁合金的生產(chǎn)成本較高,成本較復(fù)雜,焊接部位不溶解是由于氧化鋁易形成裂紋,采用較高的激光焊接或冷金屬焊接技術(shù)完成;非焊接部位采用鉚釘和粘合劑連接,鉚釘通常采用自沖鉚釘、自攻螺、生產(chǎn)工藝要求非常復(fù)雜和嚴(yán)格。粘合劑在使用前也需要對(duì)鋁型材表面的氧化層進(jìn)行處理,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求很高,要求使用人工操作,將各方面的生產(chǎn)成本相加起來(lái),整車(chē)的造價(jià)就顯得非常高了。
將鋁型材的質(zhì)量輕、抗蝕性強(qiáng)、可塑性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于全鋁車(chē)身上,使車(chē)輛具有非常好的安全性能和可操控性,來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的汽車(chē)輕量化效果,還是具有非常廣闊的市場(chǎng)前景的。在后期,通過(guò)提高行駛里程、優(yōu)化電池配置、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大輕量級(jí)汽車(chē)的開(kāi)發(fā),所有這些都離不開(kāi)鋁型材的應(yīng)用,在未來(lái),通過(guò)將整個(gè)鋁型材從豪華轎車(chē)向低檔車(chē)輛的技術(shù)改造,使普通人也能擁有。