汽车轻量化设计-车身常用铝合金材料及性能简介.pptx

1、车车身用身用铝铝合金及性能合金及性能简简介介铝合金分类及应用1铝合金零件工艺路线铝合金零件性能23目录一、铝合金分类及应用1 铝合金系列一、铝合金分类及应用工程院车身部2 铝合金在车身上应用1XXX：纯铝，例如1050,1060，硬度强度较低，延伸率优良（UTS=70-100MPa；EL=40%）；汽车中应用：锂电池正极集流体铝箔（电池）2XXX：Al-Cu合金，例如2024，高强度合金，可热处理强化合金，一般用于航空航天类；汽车中应用：较少3XXX：Al-Mn合金，例如3003,3005，不可热处理强化合金（UTS=100-150MPa；EL=30%），中低强 度合金；汽车中应用：锂电池电芯

2、外壳（电池）1XXX合金3XXX合金4XXX:Al-Si 合金，具有优良的铸造性能，例如ADC12（AlSiCu）铸造合金，AlSi10MnMg压铸件，汽车中应用：压铸件（气缸壳体，散热器，减震塔，副车架）一、铝合金分类及应用ADC12合金AlSi10MnMg合金壳体件UTS：228MPa，YS：154MPa，EL：1.4%UTS：200MPa，YS：130MPa，EL：8%结构件5XXX：Al-Mg合金，例如车门内板用材料5182,5083，等中等强度合金，耐腐蚀性能好，较好的冲 压性能以及良好的焊接性能；汽车中应用：冲压件（上车体）一、铝合金分类及应用Al-Mg系合金作为车身件缺点：延迟屈

3、服，冲压过程中容易出现luders带，当晶粒粗 大时候容易出现橘皮效应影响外观，烘烤后也会使强度有所下降，因此5XXX合金板材冲 压件基本作为内板，不做外板使用。6XXX：Al-Mg-Si合金，例如6061,6005，较高强度合金，可热处理强化合金，对于板材有较好的烘 烤性能和卷边性能汽车中应用：除了车身覆盖件（车门外板，引擎盖，翼子板）其他主要就是下车体的型材件一、铝合金分类及应用作为覆盖件应用:充分应用Al-Mg-Si合金中的Mg2Si能够在冲压小变形+油漆烘烤后 达到峰值强度的特点（烘烤硬化能力）6XXX：Al-Mg-Si合金，例如6082,6005，较高强度合金，可热处理强化合金，对于

4、型材有较好的挤 压性能；汽车中应用：主要就是下车体的型材件一、铝合金分类及应用作为型材件应用:充分铝型材的成型好，强度高，模具成本低。刚度高应变均 匀集成度 高低NHV模具成 本低7XXX：Al-Zn-Mg-Cu合金，例如7075,7003，高强度合金（UTS=300-500MPa；EL=15%），可热处 理强化合金，适合航空航天汽车中应用：前悬纵梁，螺母板，螺栓套筒一、铝合金分类及应用前悬纵梁：7003合金ES8二、铝合金零部件工艺路线工程院车身部冲压工艺成型工艺挤压工艺锻造工艺压铸工艺冷成型工艺热成型工艺铸造工艺冲压工艺成型工艺路线：第一阶段：板材制备（熔铸-热轧-冷轧-退火-分切）工程院

5、车身部二、铝合金零部件工艺路线板材制备轧制 特点自动化 程度高生产效 率高材料利 用率高连续静 压，性 能好材料状态选择不可热处理强化合金（1XXX，3XXX，5XXX合金）：轧制/挤压：H态，硬态（强度较高）轧制/挤压热处理：O态，软态（硬度较小）轧制/挤压热处理轧制/挤压；H12，H14，H16，H18（硬度适中）；例如5182-O态合金，工艺路线：热轧-冷轧-360X4h退火处理获得5182-O态可热处理强化合金（2XXX，6XXX，7XXX合金）：轧制/挤压-空冷-自然失效：F态轧制/挤压-固溶（530X3h）-水冷-人工峰时效（175X8h）：T6态 轧制/挤压-固溶（530X3h）

6、-水冷-人工过时效（275X20h）：T7态轧制/挤压-固溶（530X3h）-水冷-人工欠时效（105X2h）：T4,T5态冲压件选择的材料通常为O态或者稍硬的H12态工程院车身部二、铝合金零部件工艺路线第二阶段：冲压（落料-拉延-翻边-冲孔）工程院车身部生产效 率高精度高表面质 量好工艺简 单稳定性 好二、铝合金零部件工艺路线二、铝合金零部件工艺路线工程院车身部二、铝合金零部件工艺路线工程院车身部确定型面合理性，对可能 造成开裂起皱风险区域做 好工艺型面补偿。冲压工艺成型工艺路线：铸棒制备（熔铸-锯切）-挤出（加热铸棒及模具-挤压-锯切-时效）-机加工工程院车身部二、铝合金零部件工艺路线冲压

7、工艺成型工艺路线：铸棒制备（熔铸-锯切）-挤出（加热铸棒及模具-挤压-锯切-时效）-机加工工程院车身部二、铝合金零部件工艺路线整套模具：正模，模垫，模套三部分组成；正模：工作带，空刀，导流槽，分流孔，分流桥，模芯，焊合室二、铝合金工艺路线工程院车身部压铸件：前后悬连接件工艺：熔炼-压铸（浇料-压铸-锯切-时效）-机加压铸模具构成：定模，动模压铸模按照结构作用划分：1、型腔2型芯，导准零件：导柱 导套 4 推出机构：推杆，复位杆，5 侧向抽芯机构：凸台，空穴侧面，楔紧块二、铝合金工艺路线锻压件：底盘的控制臂，转向节锻压工艺：铸锭-加热-模锻-固溶时效-切边-打磨例如6082合金自由锻铝合金性能三

8、、铝合金性能工程院车身部三、铝合金性能铝合金性能：大致原则是：强度和塑性呈现一定程度反比，也就是强度越高，相应的塑性越差。不同工艺路线主要是通过改变材料内部的金属组织（化合物或者第二相的尺寸、分布、结构等）来获取不同材料性能，或者说调节材料的强度和塑性达到一种平衡结果。化合物晶粒三、铝合金性能从性能方面来看：改变热处理方式来获得不同力学性能三、铝合金性能以下以压铸件为例，不同的工艺路线获得不同热处理状态，也获得不同力学性能。120-150Mpa Rm奥迪：Audi TL117 A/B(on EN AC-43500)HPDC(高压真空压铸)T6or T7处理Rp180Mpa A50 10%爱驰：Rp120Mpa Rm180Mpa A50 8%汇报汇报完完毕毕！