汽車輕量化研究概述課件

汽車輕量化研究概述報(bào)告人：時(shí)

間：內(nèi)容?

汽車輕量化的趨勢(shì)?汽車輕量化途徑?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化?材料輕量化?制造新工藝研究表明，轎車減重減重100kg與節(jié)油效果關(guān)系如下所示：減重全壽命節(jié)油全壽命周期里程重量

平均油耗

減重節(jié)油車輛類型使用條件t

L/100km

L/100km

1000kmL小型轎車

長(zhǎng)途為主

1小型轎車

市區(qū)為主

1中型轎車

長(zhǎng)途為主

1.6中型轎車

出租

1.6豪華轎車

長(zhǎng)途為主

268.590.360.550.280.520.3020015030050010072082984425783001112＝汽車輕量化趨勢(shì)綠色、環(huán)境友好型趨勢(shì)在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性能，減少燃料消耗，降低排氣污染。整車重量減少100kg油耗：-0.4L/100kmCO

:

-10g/100km2環(huán)保和節(jié)能的需要…輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流和趨勢(shì)!汽車輕量化的途徑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化材料輕量化藝創(chuàng)制造工

新高強(qiáng)鋼、鎂合金、鋁合金、熱壓成型、液壓成型、激光拼焊內(nèi)高壓成型、電磁成型等工程塑料及其復(fù)合材料和陶瓷材料等同時(shí)，還有零部件數(shù)量集成及功能集成，實(shí)現(xiàn)整車輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化l

對(duì)汽車總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車零部件的精簡(jiǎn)、整體化和輕質(zhì)化。l

在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，利用CAD/CAE/CAM等軟件輔助汽車設(shè)計(jì)已經(jīng)成為不可或缺的環(huán)節(jié)，涵蓋了汽車設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過這類軟件能夠建立數(shù)字化模型，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)車身的實(shí)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和局部設(shè)計(jì)，同時(shí)可以通過仿真計(jì)算來(lái)檢驗(yàn)汽車結(jié)構(gòu)的剛度，模態(tài)等參數(shù)，并且能夠便捷地對(duì)汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。l

利用CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各構(gòu)件的開頭配置、板材厚度的變化進(jìn)行分析，并可從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取由系統(tǒng)直接生成的有關(guān)該車的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行工程分析和剛度、強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于采用輕質(zhì)材料的零部件，還可以進(jìn)行布局分析和運(yùn)動(dòng)干涉分析等，使輕量化材料能夠滿足車身設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。結(jié)構(gòu)優(yōu)化原方案新方案前罩鎖區(qū)域Z方向剛度分析原始方案優(yōu)化方案變形1.53mm100%1.39mm110%剛度從模流分析結(jié)果看，原方案的玻纖取向略差，經(jīng)澆口調(diào)整后玻纖取向有所改善。CAE計(jì)算顯示優(yōu)化后剛度提升了10%。1.高剛度保證零件的薄壁化32?

通過開發(fā)汽車車身、底盤、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等大型零部件整體加工技術(shù)和相關(guān)的模塊化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，使節(jié)能型汽車從制造到使用各個(gè)環(huán)節(jié)都真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。?

通過結(jié)合參數(shù)反演技術(shù)、多目標(biāo)全局優(yōu)化等現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法，研究汽車輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，包括多種輕量化材料的匹配、零部件的優(yōu)化分塊等。從結(jié)構(gòu)上減少零部件數(shù)量，確保在汽車整車性能不變的前提下達(dá)到減輕自重的目的。?

通過開發(fā)汽車車身、底盤、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等大型零部件整體加工技術(shù)和相關(guān)的模塊化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，使節(jié)能型汽車從制造到使用各個(gè)環(huán)節(jié)都真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。以少代多典型應(yīng)用案例一金屬管+橡膠管+卡箍+接頭項(xiàng)目零件數(shù)重量原管路系統(tǒng)

集成管路36件6件減重率離合器軟管50%1325g657g項(xiàng)目主要性能——容積膨脹量6.9MPa10.3MPa≤0.6

cm3/m≤1.0cm3/m制動(dòng)液相容性試驗(yàn)143±℃×5h爆破壓力≥60MPa≥1446N拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)臭氧試驗(yàn)100mPa±10mPa/40℃±3℃/48h±10h外覆層無(wú)龜裂或裂紋低溫彎曲試驗(yàn)（彎曲半徑R60）﹣45℃～﹣48℃×72h外覆層無(wú)龜裂或裂紋TPU外覆層+鋼絲增強(qiáng)+PTFE內(nèi)管以少代多典型應(yīng)用案例二EPDM膠管+不銹鋼管+卡箍項(xiàng)目原管路系統(tǒng)

集成管路中冷器出氣管減重率零件數(shù)重量7件3件37%1.2kg0.75kg測(cè)試項(xiàng)目集成管主要性能爆破壓力常溫80℃1.4(MPa)≥0.6

(MPa)剝離強(qiáng)度≥3KN/mTPV吹塑管與EPDM膠管硫化粘接為一體具體結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)主要有以下3個(gè)方面：l

通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小車身骨架及車身鋼板的質(zhì)量，對(duì)車身強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，確保汽車在滿足性能的前提下減輕自重。l

通過結(jié)構(gòu)的小型化，促進(jìn)汽車輕量化，主要通過其主要功能部件在同等使用性能不變的情況下，縮小尺寸。l

采取運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)方式的變化來(lái)達(dá)到目的。比如采用轎車發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等，使結(jié)構(gòu)更緊湊，或采取發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)的方式，達(dá)到使整車局部變小，實(shí)現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。在汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，我國(guó)已經(jīng)完全從依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到應(yīng)用有限元等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算和分析階段。材料輕量化應(yīng)用的現(xiàn)狀汽車材料在汽車上的應(yīng)用比例隨著汽車材料技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成也在不斷發(fā)生變化。以現(xiàn)代轎車用材為例，按照重量換算，鋼材占汽車自重的55％～60

％

，鑄鐵占

5

％～

12

％，有色金屬占6％～10％，塑料占8％～12％，橡膠占4％，玻璃占3％，其他材料(油漆、各種液體等)占6％～12％。輕量化汽車材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)l

由于鋼鐵材料在強(qiáng)度、塑性、抗沖擊能力、回收使用及低成本方面具有綜合的優(yōu)越，其在汽車材料中的主導(dǎo)地位仍是不可動(dòng)搖的。但高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用，如汽車車身、底盤、懸架、轉(zhuǎn)向等零部件上，將有較大增長(zhǎng)。鋁鎂合金在汽車上的用量將明顯增加。工程塑料、復(fù)合材料所占比例將有明顯增長(zhǎng)。l

多材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既能改進(jìn)汽車性能，又能顯著減小質(zhì)量。當(dāng)前材料的組合仍以高強(qiáng)度鋼、鋁、鎂和塑料為主。要實(shí)現(xiàn)多材料輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須強(qiáng)調(diào)“合適的材料用在合適的部位”l

奧迪A8和英國(guó)捷豹XJ兩個(gè)高級(jí)豪華車據(jù)守輕金屬車身這唯一一塊陣地l

寶馬5系列車身前端總成以沖壓鋁板件，鑄鋁合金件和鋁擠壓件焊接而成l

目前只是在中高檔轎車中廣泛采用鎂，鋁，工程塑料和高強(qiáng)度鋼的混合車身l

現(xiàn)代汽車的絕大部分內(nèi)飾件以翼子板，保險(xiǎn)桿外罩和許多乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板都是由工程塑料制成的高強(qiáng)度鋼板l

采用高強(qiáng)度鋼板可以達(dá)到減薄車身用板的厚度和重量的目的,

在輕量化的同時(shí)，增加了安全性能。據(jù)相關(guān)資料數(shù)據(jù)表明，當(dāng)鋼板厚度分別減小0.05mm

、0.01mm和0.15m

m時(shí)，車身減重分別為6%、12%和18%。l

高強(qiáng)度鋼一般是指冷軋340MPa

、熱軋490MPa

以上的鋼,這些新型高強(qiáng)度鋼板具有較低的屈強(qiáng)比、較好的應(yīng)變分布能力和較高的應(yīng)變硬化特性,

同時(shí)高強(qiáng)度鋼板的力學(xué)性能更加均勻，從而具有更好的碰撞特性和更高的疲勞壽命。汽車用鋼板的強(qiáng)化機(jī)理l

現(xiàn)代汽車高強(qiáng)度鋼板是采用使其金相組織得到強(qiáng)化的機(jī)理，而獲得組織強(qiáng)化、復(fù)合組織強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、熱處理強(qiáng)化、冷作硬化和時(shí)效強(qiáng)化等現(xiàn)代高強(qiáng)度鋼。l

高強(qiáng)鋼可分為傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼（CHSS）和先進(jìn)高強(qiáng)（AHSS）l

常用的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼主要有復(fù)相（CP）鋼、雙相（DP）鋼、相變誘發(fā)塑性（TRIP）鋼和孿生誘發(fā)塑性（TWIP）鋼等幾種。l

傳統(tǒng)的高強(qiáng)鋼多是通過固溶處理和晶粒細(xì)化達(dá)到強(qiáng)化效果的。目前常用的傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼為：高強(qiáng)度

IF

鋼(HSIF)、烘烤硬化（BH）鋼、冷軋各向同性(IS)鋼、冷軋高強(qiáng)度含

P

鋼和高強(qiáng)度低合金（HSLA）鋼。VWPolo（大眾波羅）、Porsche

Cayanne

（保時(shí)捷卡宴）、OpeVectra（歐寶維佳）等車型中現(xiàn)代高強(qiáng)度鋼的用量分別為60%、36%、45%，用量非常大，而且已經(jīng)超越了普通鋼，成為汽車用鋼的主力軍，成為未來(lái)汽車材料的發(fā)展方向之一。德國(guó)的兩款轎車和SUV上所用的高強(qiáng)度鋼材料豐田汽車公司在其生產(chǎn)的豐田系列轎車上已經(jīng)應(yīng)用高強(qiáng)度鋼制作車身及其零部件。車身質(zhì)量要求越來(lái)越輕.車身重量的變化及高強(qiáng)度鋼的使用比例20世紀(jì)90年代，國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)的35家主要鋼鐵公司開展了超輕鋼制車身（UltraLightSteelAutoBody）ULSAB項(xiàng)目。其內(nèi)容是通過大量采用高強(qiáng)度鋼板，并應(yīng)用液壓成形、激光拼焊板等技術(shù)使汽車減重25%。2004年項(xiàng)目取得成功，整車減輕質(zhì)量25%，車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度提高了80%，靜態(tài)彎曲剛度提高了52%，汽車安全等級(jí)達(dá)到了歐洲NCAP五星級(jí)碰撞標(biāo)準(zhǔn)。ULSAB車體上高強(qiáng)度鋼板使用率為90%，其中DP雙相鋼超過70%，另外還采用了4%左右的抗拉強(qiáng)度為1200MPa的超高強(qiáng)度馬氏體鋼。l

除上述國(guó)家外，各大汽車企業(yè)和鋼鐵協(xié)會(huì)也組成了超輕鋼車體計(jì)劃(ultra

light

steel

auto

body)，目的是研究出新型高強(qiáng)度鋼材料，擴(kuò)大高強(qiáng)度鋼材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，其目標(biāo)是開發(fā)新型輕型鋼車體，該型車比現(xiàn)有的車型更安全、更節(jié)能、更有利于環(huán)境保護(hù)、售價(jià)不增加。其中材料的開發(fā)與優(yōu)化包括：新型高強(qiáng)度高成形性鋼的開發(fā)與使用的優(yōu)化，形成了以高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼、雙相鋼和TRIP鋼為主的新型汽車用鋼系列；以激光拼焊板、液壓成形管件和夾層板為特色的新型鋼材系列。表1為歐洲車身會(huì)議（ECB）發(fā)布的部分車型白車身輕量化系數(shù)與上一代車型的比較。從表1看出，排除結(jié)構(gòu)優(yōu)化的因素，新一代車型輕量化系數(shù)的優(yōu)化效果與高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用比例的提高有著很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2014款凱迪拉克ATS整車大量使用高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼，這些鋼材的強(qiáng)度是普通鋼材的4—8倍，提升整車強(qiáng)度的同時(shí)也均衡地控制了質(zhì)量；全鋁前副車架及鎂鋁合金懸掛構(gòu)件比鋼制沖壓副車架減重近50％；全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)減輕了車頭質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了50：50的重量分配，改善了操縱性；鎂合金發(fā)動(dòng)機(jī)支架及鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)罩比鑄鐵支架、沖壓鋼板減重50％；東風(fēng)日產(chǎn)-奇駿l

我國(guó)已有武鋼、寶鋼、鞍鋼、上汽集團(tuán)、上海大學(xué)、重慶汽車研究所等單位對(duì)汽車高強(qiáng)度鋼材料開展了研究，特別是寶鋼、武鋼、上汽集團(tuán)等單位在高強(qiáng)度鋼領(lǐng)域有突出地位。國(guó)家科技部已將“500MPa以上高強(qiáng)度鋼的先進(jìn)制造技術(shù)”列為了863重點(diǎn)支持項(xiàng)目。鋁及鋁合金l

鋁合金的特點(diǎn)：鋁的密度?。?.7g/cm3），約為鋼（7.8g/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(dòng)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(duì)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。l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(dòng)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(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼、保險(xiǎn)杠、車輪、發(fā)動(dòng)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?？芍瞥砂宀?、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(dòng)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)anAl-Mg-Si(6000系)三大系列。鋁合金車身板的應(yīng)用及減重效果美國(guó)生產(chǎn)的全鋁自卸車在美國(guó)，95%以上的油罐車用鋁材料制造壓

巴

代

作

美框

的

節(jié)

研

鋁架

鋁

能

發(fā)

與結(jié)

合

環(huán)

的

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金

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框重全分

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公重

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輪標(biāo)用近

重

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鋁車

公身

與

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鋼

汽計(jì)合金

結(jié)

車減件

構(gòu)

鋁重相

件量?jī)?nèi)

比

的近飾

減美鋁公司和宇通公司合作研發(fā)的全鋁公共汽車用鋁部位圖寶馬M3的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板沃爾沃S70的車門外板使用Novelis

Fusion

AF350

生產(chǎn)的汽車車門內(nèi)板全鋁轎車車身空間框架示意圖奧迪的空間框架鋁合金車身結(jié)構(gòu)技術(shù)鋁合金車身結(jié)構(gòu)寶馬汽車后車架沃爾沃越野車縱梁奧迪公司的油底殼奧迪公司的側(cè)面車架國(guó)外品牌汽車鋁合金防撞梁、吸能盒?

美國(guó)通用公司的IMPACT牌轎車車身是鋁材制造的。整個(gè)車身零件僅168

種（原型為225種，最少的也有200種以上）沖壓件占40%,

車身有2000個(gè)焊點(diǎn),

120個(gè)鉚接點(diǎn),

質(zhì)量?jī)H134kg。IMPACT的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)被擠壓的鋁制模型，其大部分由高強(qiáng)度膠粘劑和常規(guī)焊接來(lái)粘合。2011年奧迪A8整個(gè)白車車身300.7kg，相當(dāng)于普通B級(jí)車身質(zhì)量的80%。車身鋁合金板鈑金件47.6%；車身擠壓型材結(jié)構(gòu)件18.5%；車身鑄造鋁合金連接件27%；其他6.9%；鋁合金板鈑金件155件；擠壓鋁型材件30件；鑄鋁件25件。?

在全新一代A8上，ASF車身也經(jīng)過了改良，部分鋁合金的厚度比老款的更薄，車身重量也因此降低了6.5kg。此外，新奧迪A8的車身在更輕的同時(shí)，整體剛性也比老款提升了25%左右。ASF車身在構(gòu)造上遵循了仿生學(xué)原理，從自然界中吸取靈感。車身骨架由鋁質(zhì)的擠壓型材和壓鑄零件構(gòu)成。由鋁擠壓成型的多種盒形斷面的梁構(gòu)成空間框架,稱為ASF。這種梁有直的也有彎曲的,梁的壁厚比相同尺寸的鋼要增加一倍。ASF全鋁車身的各部件通過沖壓鉚接、自攻螺釘和粘結(jié)等方式連接，組裝自動(dòng)化水平已達(dá)80%?

日本：日本的NSX超級(jí)跑車NSX于1991款車型正式發(fā)售，首批量產(chǎn)車型配置全鋁底盤和車身，在保持和鋼制車身同等強(qiáng)度下，自重卻減輕了200kg。鎂及鎂合金u鎂合金是一種輕合金,熔點(diǎn)為650℃,體積密度為1.74g/cm3。鎂晶格具有密排六方體點(diǎn)陣,其滑移系數(shù)較小,冷變形較困難。當(dāng)溫度升高到250℃以上時(shí),鎂合金的變形較容易,同時(shí)具有較好的可塑性，被稱之為“21世紀(jì)綠色結(jié)構(gòu)材料”。u鎂及其合金是最輕的結(jié)構(gòu)材料之一,由于鎂合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性能、高的比度、比剛度、減震性、加工工藝性能和易回收、有利于環(huán)保等特性,因此早已引起航空工業(yè)和汽車工業(yè)注意。常用金屬中最輕的金屬?

歐美采用鎂合金制造的部分汽車零件汽車廠家用鎂合金制造的部分汽車零件氣缸蓋、濾油器、空氣濾清器殼、配電器、擋泥板支架、煙灰盒門、轉(zhuǎn)向盤柱、前大燈罩、前大燈托架、發(fā)動(dòng)機(jī)罩格柵、進(jìn)氣格柵中心座、前大燈框架、配電器、擋泥板支架、離合器殼、制動(dòng)器通用福特克萊斯勒大眾離合器踏板托架、轉(zhuǎn)向柱定位機(jī)構(gòu)、分動(dòng)器殼變速器殼體曲軸箱、變速器殼體、增壓器殼、正時(shí)齒輪、離合器殼節(jié)氣門連桿、手制動(dòng)連桿、車門外把手座椅架沃爾沃奔馳奧迪儀表板保時(shí)捷風(fēng)扇、風(fēng)扇架、車輪目前，鑄造鎂合金產(chǎn)品在用量最大一、國(guó)內(nèi)部分情況簡(jiǎn)介1、鎂合金在一汽汽車上的應(yīng)用一汽啟動(dòng)鎂合金前導(dǎo)工程項(xiàng)目，購(gòu)置了力勁集團(tuán)生產(chǎn)的630噸鎂合金壓鑄成套設(shè)備，前期試制了氣門室罩蓋、變速箱上蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)油封鎂合金壓鑄件，氣門室罩蓋已經(jīng)裝車試驗(yàn)。目前完成了至少三套模具制造，另外幾種零件正進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，即將全面進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。?2、鎂合金在東風(fēng)汽車上的應(yīng)用東風(fēng)汽車公司以鎂合金變速箱上蓋的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為重點(diǎn)突破對(duì)象，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了變速箱上蓋批量壓鑄生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上初步制訂了壓鑄鎂合金材料技術(shù)條件和鎂合金變速箱上蓋零件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了產(chǎn)品質(zhì)量體系的重要基礎(chǔ)。?3、泛亞歐寶（深圳）金屬制品有限公司泛亞歐寶金屬制造（深圳）有限公司是由三家外資公司投資的全資外資企業(yè)，于2002年8月份籌建公司，2003年3月份正式投產(chǎn)。主要生產(chǎn)產(chǎn)品為安全帶導(dǎo)扣、安全氣囊殼體、曲軸箱殼體、汽車點(diǎn)火鑰匙支座、油門支架等等。鎂合金的研究開發(fā)概況l

目前鎂合金應(yīng)用發(fā)展勢(shì)頭最大的國(guó)家和地區(qū)是:北美和歐洲、日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)。l

在北美、歐洲，鎂合金主要應(yīng)用領(lǐng)域是汽車行業(yè);l

鎂是比鋁更輕的金屬材料，它可在鋁減重基礎(chǔ)上再減輕

15％～20％。盡管鎂在當(dāng)前汽車用材中所占的比例不到1％，但是在輕量化的驅(qū)動(dòng)下，鎂材料技術(shù)開發(fā)的力度不斷加大，它已步入快速發(fā)展階段。到目前為止，汽車上采用鎂合金的零部件至少超過60多種。輕質(zhì)材料變速器殼體變速器殼體、離合器殼體、操縱蓋以及換檔撥叉等零件目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用鋁、鎂合金，鎂合金的密度為1.8g/cm3，是鋁合金的2/3，不足鋼的1/4，大眾汽車公司和奧迪汽車公司啟動(dòng)了使用鎂合金的戰(zhàn)略，福特汽車公司也在其輕型載貨車的離合器殼體中使用了鎂合金。鎂鋁變速器殼體塑料等非金屬以塑代鋼材料的發(fā)展以塑代鋼非金屬材料輕質(zhì)化金屬零件塑料化以輕代重零件集成化以少代多以塑代鋼背景及應(yīng)對(duì)技術(shù)思路相關(guān)資料顯示，商用汽車每減重10%，可提高燃油效率5%～7%、減少CO2排放量4.5%左右。國(guó)內(nèi)某商用車用材統(tǒng)計(jì)材料類型用量（kg）國(guó)內(nèi)商用車1型

2型歐洲轎車金屬5970.70熱塑性塑料SMC167.1920.19塑料用量Kg143.4

54.2

112.61275

6005

10695橡膠622.94（51.26）43.53整車重量Kg玻璃液體538.18塑料用量比率

%11.3

0.91.0改性天然有機(jī)物其他27.28234.01工程塑料在商用車上的應(yīng)用潛力有待發(fā)掘工程塑料的高性能化為其拓展應(yīng)用提供了可能?

與相同結(jié)構(gòu)性能的鋼材相比，塑料和復(fù)合材料一般可減輕部件的重量在35％左右。低密度與超低密度片狀成型復(fù)合材料的發(fā)展提供了更多的潛力，在重量減輕與強(qiáng)度方面達(dá)到甚至超過了鋁材，整體成本通常更低。?

塑料是由非金屬為主的有機(jī)物組成的，具有密度小、成型性好、耐腐蝕、防振、隔音隔熱等性能，同時(shí)又具有金屬鋼板不具備的外觀色澤和觸感。?

塑料材料在汽車行業(yè)中的應(yīng)用前景廣泛看好，目前世界上不少轎車上塑料的使用量已經(jīng)超過了120kg/輛，奔馳的高級(jí)轎車上的塑料用量甚至超過了150kg/輛，國(guó)內(nèi)一些轎車的塑料用量也達(dá)到了90kg/輛。汽車輕量化設(shè)計(jì)中，塑料材料在汽車內(nèi)裝件和外裝件中被廣泛應(yīng)用，汽車塑料用量多少，已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。?

塑料應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)在于輕，其比重不超過2.0，而輕量化中常用的鋁材質(zhì)的比重為2.7?！耙运艽摗笔峭庋b飾件材料選擇的一大趨勢(shì)，主要部件有保險(xiǎn)杠，擋泥板，車輪罩，導(dǎo)流板等；而汽車的內(nèi)飾件上塑料應(yīng)用更多，如儀表板、車門內(nèi)板、頂棚、副儀表板、雜物箱蓋、座椅及各類護(hù)板、側(cè)圍內(nèi)襯板、車門防撞條、扶手、車窗、散熱器罩、座椅支架等。此外部分高性能塑料還被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件和功能件，例如油箱，散熱器水室，空氣過濾器罩和發(fā)電機(jī)及其相關(guān)系統(tǒng)、風(fēng)扇葉片等。塑料在汽車上的應(yīng)用汽車用塑料零部件分為三類：內(nèi)飾件、外飾件和功能件以塑代鋼高性能技術(shù)應(yīng)用全景天窗u外飾新型技術(shù)應(yīng)用總覽腳踏板-4kg塑料背掀門模塊-5.0kg備胎盒電池盒-3.5kg-4kg前端模塊-3kg后碰橫梁-2.5kg前碰吸能塊-0.5kg塑料油箱-5kg車身底部護(hù)板前碰橫梁-2.4kg

發(fā)動(dòng)機(jī)下護(hù)板輪罩襯板

塑料翼子板-3.2kg

-2.5kg-4kg-2.5kg綜合各主機(jī)廠根據(jù)車型選用的以塑代鋼輕量化技術(shù)可帶來(lái)60kg以上的輕量化效果（外飾）。以塑代鋼高性能技術(shù)應(yīng)用擱物版（衣帽架）行李箱地板u內(nèi)飾新型技術(shù)應(yīng)用總覽頂棚模塊-1kg-2.5kg-2.0kg門模塊中控面板模塊-1kg儲(chǔ)物盒-1kg座椅骨架方向盤模塊-5kg儀表板模塊儀表板支架-1kg-0.5kg-2.5kg綜合各主機(jī)廠根據(jù)車型選用的以塑代鋼輕量化技術(shù)可帶來(lái)15kg以上的輕量化效果（內(nèi)飾）。典型以塑代鋼技術(shù)介紹1.塑料翼子板（fender）傳統(tǒng)材料：金屬替換材料：PPO+PA標(biāo)致307塑料翼子板優(yōu)勢(shì)大眾甲殼蟲系列金屬重量：2.45kg塑料重量：1.15kg（單件）雷諾CLIO

Ⅱ（sports）目前塑料翼子板設(shè)計(jì)主要關(guān)注問題：1.塑料翼子板材料膨脹系數(shù)相對(duì)金屬材料較大，設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)間隙斷差、尺寸公差進(jìn)行重點(diǎn)控制；2.模具設(shè)計(jì)及制造工藝控制；3.噴涂方式與總裝線設(shè)計(jì)的結(jié)合；4.根據(jù)成本分析，5萬(wàn)量產(chǎn)量以下塑料翼子板有系統(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)，5萬(wàn)量以上則較金屬有更大的成本壓力。以塑代鋼技術(shù)介紹2.塑料車窗玻璃本田

Civic雷諾

MéganeR26R玻璃重量：5kg傳統(tǒng)材料：玻璃替換材料：PC?減重=

50%塑料重量：2.5kg?設(shè)計(jì)自由度=

獨(dú)一無(wú)二的造型?零件集成=

降低復(fù)雜性典型以塑代鋼技術(shù)介紹3.塑料背門系統(tǒng)外板：PC/ABS傳統(tǒng)材料：金屬替換材料：PP+LGFPPO+PA金屬重量：20kg塑料重量：13-14kg?設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)自由度高，成型工序簡(jiǎn)單?節(jié)能：減輕重量約30%?安全：提高防撞能力福特kuga?集成：后窗整合，減少裝配工序典型以塑代鋼技術(shù)介紹4.塑料方向盤優(yōu)勢(shì)：1.輕量化：可減重0.5-0.7kg2.零件集成化:

可集成部分電器件安裝固定結(jié)構(gòu)3.工藝多樣化：可實(shí)現(xiàn)多種工藝效果（水轉(zhuǎn)印、IMD）4.環(huán)境友好：易回收在我國(guó)，塑料件約占汽車自重的7%～10%，舉例來(lái)說，在轎車和輕型車中，CA7220小紅旗轎車中的塑料用量為88.33kg，上海桑塔納為67.2

kg，奧迪為89.98

kg，富康為81.5

k

g，依維柯0041則為144.5

kg；在重型車中，斯太爾1491為

82.25kg，斯太爾王為120.5

kg。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)汽車用塑料的品種按用量排列依次為PP，PVC，PU，不飽和樹脂，ABS，PF，PE，PA，PC，復(fù)合材料。復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用?

復(fù)合材料即纖維增強(qiáng)塑料，是一種增強(qiáng)纖維和塑料復(fù)合而成的材料。常用的是玻璃纖維和熱固性樹脂的復(fù)合材料。增強(qiáng)用的纖維除玻璃外，還有高級(jí)的碳纖維、合成纖維。復(fù)合材料作為汽車材料具有很多優(yōu)點(diǎn)：密度小、設(shè)計(jì)靈活美觀、易設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)、耐腐蝕、隔熱隔電、耐沖擊、抗振等。?

目前玻璃鋼復(fù)合材料的應(yīng)用非常廣泛，尤其在歐美車系中。其中尤以SMC（片狀模塑料）和GMT（玻璃纖維增強(qiáng)型熱塑性塑料）的應(yīng)用最為廣泛。曼、雷諾、沃爾沃、奔馳、依維柯、達(dá)夫等歐洲重型卡車制造商的駕駛室材料中，都大量選用了SMC。在國(guó)內(nèi)，SMC材料在汽車領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是商用汽車領(lǐng)域。中國(guó)重汽、陜西重汽、福田歐曼、重慶紅巖等主要重型卡車制造商，其駕駛室的制造都不同程度地采用了SMC材料。塑料復(fù)合材料替代傳統(tǒng)金屬碳纖維復(fù)合材料172碳纖/玻纖復(fù)合材料193.6玻纖復(fù)合材料241.3鋼367.9車身側(cè)圍底板橫梁橫梁車頂各種材料能量吸收性能比較各種材料車身質(zhì)量對(duì)比塑料復(fù)合材料越來(lái)越多的用來(lái)替代傳統(tǒng)金屬材料，成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化用材主要趨勢(shì)之一。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，汽車行業(yè)的纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料消耗量約占其世界總消耗量的80%。其中歐美消耗量大約占95%(歐洲占80%，美國(guó)占15%)。數(shù)據(jù)來(lái)源/news/content-350518.aspx地區(qū)全球2004年產(chǎn)量/百萬(wàn)kg(百萬(wàn)磅)

2009年產(chǎn)量/百萬(wàn)kg(百萬(wàn)磅)

年平均增長(zhǎng)率/%108(239)44(96)34(74)31(69)245(541)77(169)73(163)95(210)18121725北美洲西歐亞洲在復(fù)合材料價(jià)值鏈中，原材料、

浸漬、結(jié)構(gòu)件制造等中間產(chǎn)品加工成本占50%以上。其原材料和浸漬成本具有相對(duì)穩(wěn)定性，降低結(jié)構(gòu)件的制造成本成為關(guān)鍵。與整車價(jià)位有關(guān)的材料輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)路線1、低價(jià)位車型（＜

10萬(wàn)）：以鋼為主+玻纖增強(qiáng)材料的應(yīng)用；2、中等價(jià)位車型（10-20萬(wàn)）：以鋼為主+少量的鋁合金+玻纖增強(qiáng)材料的應(yīng)用；3、高價(jià)位車型（20-80萬(wàn)）：以鋼為主+多量的鋁合金+玻纖增強(qiáng)材料的應(yīng)用；4、高端車型（＞80萬(wàn)）：以鋁合金為主+玻纖增強(qiáng)材料和碳纖復(fù)合材料的應(yīng)用；復(fù)合材料典型應(yīng)用案例材料的應(yīng)用項(xiàng)目SMC工作臺(tái)性能牽引車工作臺(tái)115℃

—

-40℃不銹鋼或鋁合金耐高低溫抗沖擊性無(wú)開裂、變形、發(fā)粘、變色高沖擊、無(wú)開裂振動(dòng)耐久

QC/T-15，第三類，B種以5mm/min的速度，用150mm的砝碼在樣品中部施壓測(cè)變形量剛性980N

4mm1960N

8mm2940N

12mm9000N

無(wú)破損150mm，加載1960N，頻率1Hz，疲勞耐久

10萬(wàn)次無(wú)開裂破損項(xiàng)目SMC件鋁合金件

減重率19.2

24%重量，Kg14.5復(fù)合材料典型應(yīng)用案例材料密度（g/mm

）

平均壁厚（mm）

重量指數(shù)3鋼鋁1008866SMC發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋項(xiàng)目SMC氣門室罩蓋主要性能指標(biāo)拆裝試驗(yàn)

反復(fù)拆裝10次，零件無(wú)開裂及破損耐熱老化

120℃/10d，高低溫（150℃/1h→常溫/23h）試驗(yàn)

10個(gè)循環(huán)，無(wú)變形和外觀變化120℃/h→室溫0.5h→-40℃/2h→室溫冷熱循環(huán)

0.5h→70℃95％RH/3h→室溫/0.5h→-試驗(yàn)40℃/2h→室溫0.5h為一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)，無(wú)開裂、變形、發(fā)粘等異?，F(xiàn)象采用由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環(huán)加成反應(yīng)制得的乙烯基酯樹脂，它保留了環(huán)氧樹脂的基本鏈段，具有較高綜合強(qiáng)度、高溫性能?？箾_擊試

抗B4000/50/23℃、A400/50/-30℃沖擊不驗(yàn)

開裂；耐CF-4機(jī)油（120℃/48h）、燃油C、3

油＃耐液體試驗(yàn)（120℃/48h）后，外觀無(wú)變化，沖擊無(wú)開裂機(jī)油最高溫度120℃、壓力0.3bar，擰緊力矩17.9±3.6Nm，保持密封；密封性復(fù)合材料典型應(yīng)用案例前頂蓋板側(cè)圍護(hù)板輕質(zhì)GMT內(nèi)飾板?相比PP麻纖板，在性能相當(dāng)基礎(chǔ)上輕質(zhì)GMT可以減重20%～50%；?強(qiáng)度更高。輕質(zhì)GMT的拉伸強(qiáng)度和剛性模量都高于PP麻纖板一倍以上；?耐熱性更好。相對(duì)比的熱變形溫度，輕質(zhì)GMT遠(yuǎn)高于PP麻纖板；?更環(huán)保。輕質(zhì)GMT相比PP麻纖板都是一種更低VOC、更環(huán)保的材料；典型塑料復(fù)合材料汽車零部件：涉及前端模塊、側(cè)門模塊、后尾門骨架、備胎艙、座椅骨架、儀表板骨架、頂棚、底護(hù)板和發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋等部件項(xiàng)

目軟質(zhì)儀表板骨架電池支架材

料采用工藝注塑工藝是否產(chǎn)業(yè)化正在研發(fā)開發(fā)完成PP-LGF油底殼PA-GFGMT注塑工藝模壓工藝后防撞梁后排座椅靠背

PP-LGF/GMT注塑及模壓工藝注塑工藝進(jìn)氣歧管加油口蓋換檔底座座椅骨架電池包殼體后背門內(nèi)板前段模塊PA-GFPPO/PAPP-LGFGMT已產(chǎn)業(yè)化正在開發(fā)注塑工藝模壓成型模壓成型注塑成型PP-LGF以前端模塊為例，傳統(tǒng)前端模塊采用10-20個(gè)鋼板沖壓件焊接而成，為此，需要開發(fā)多達(dá)65套以上的模具，最終產(chǎn)品的重量為5.5Kg。選用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性聚丙烯（PP-LGF30）制作前端模塊，其材料性能要求如下表所示，應(yīng)用模壓成形技術(shù)可以將20多個(gè)沖壓件進(jìn)行有效地組合集成化，且只需開發(fā)一套模具，就可完成整個(gè)產(chǎn)品的一次性成形。檢測(cè)項(xiàng)目密度單位技術(shù)要求1.12±0.02＞120g/cmMPaMPaKJ/m℃3拉伸強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度缺口沖擊強(qiáng)度熱變形溫度＞952＞18＞130相對(duì)金屬?zèng)_壓件，玻纖復(fù)合材料(PP-LGF30)制作的前端模塊部件，其產(chǎn)品重量?jī)H為

3.5

Kg

，實(shí)現(xiàn)部件減重

30%

。時(shí)，還減少150萬(wàn)元的前期模具投入費(fèi)用，減少了焊接、涂裝等生產(chǎn)工序。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用由于碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料有足夠的強(qiáng)度和剛度，其適于制造汽車車身、底盤等主要結(jié)構(gòu)件的最輕材料。預(yù)計(jì)碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可使汽車車身、底盤減輕重量40％～60％，相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)重的1/3～1/6。英國(guó)材料系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室曾對(duì)碳纖維復(fù)合材料減重效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明碳纖維增強(qiáng)聚合物材料車重量?jī)H為172kg，而鋼制車身重量為368kg，減重約50％。并且當(dāng)生產(chǎn)量在2萬(wàn)輛以下時(shí)，采用RTM工藝生產(chǎn)復(fù)合材料車身成本要低于鋼制車身。主要在豪華轎車、跑車上、賽車上應(yīng)用如寶馬、雷克薩斯、蘭博基尼等最輕量化的超級(jí)跑車—柯尼塞格

AgeraR

該車的整個(gè)車身采用了碳纖維材質(zhì)打造，而底盤則由蜂窩式結(jié)構(gòu)的鋁合金制成，使得整車在保證剛度的同時(shí)，底盤量?jī)H為70kg，車重僅有1330kg，是超級(jí)跑車領(lǐng)域中最輕的車型。碳纖維還因?yàn)槠洵h(huán)保、耐磨的特點(diǎn)而應(yīng)用在剎車片上，碳纖維制動(dòng)盤被廣泛用于競(jìng)賽用汽車上，而且具有非常優(yōu)秀的制動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。應(yīng)用于F1賽車。碳纖維一體式車架最早出現(xiàn)在F1賽場(chǎng)，當(dāng)今F1車身上90%為合成材料，這些合成物中90%都是碳纖維。碳纖維是含碳量高于90%的無(wú)機(jī)高分子纖維，其軸向強(qiáng)度和模量非常高，通用型碳纖維強(qiáng)度為100MPa，模量100GPa左右，無(wú)蠕變，耐疲勞性好，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好。根據(jù)力學(xué)性能，碳纖維又分為通用型和高性能型，高性能型碳纖維主要有高強(qiáng)性（強(qiáng)度2000MPa，模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上），而當(dāng)今航天航空工業(yè)中使用的超高強(qiáng)型碳纖維強(qiáng)度已經(jīng)高于4000MPa，高模型碳纖維模量已經(jīng)大于450GPa。碳纖維符合材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)碳纖維符合材料在汽車制造中的應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維符合材料在汽車制造中的實(shí)際應(yīng)用碳纖維符合材料在汽車中的實(shí)際應(yīng)用碳纖維符合材料在汽車制造中的實(shí)際應(yīng)用寶馬M3碳纖維車頂車重降低5KG,市場(chǎng)售價(jià)110.5萬(wàn)，普通鋼制車頂售價(jià)110萬(wàn)本田御用改裝廠——無(wú)限推出碳纖維材質(zhì)牌照架版改裝飛度雷克薩斯FLA優(yōu)質(zhì)跑車60%車身采用碳纖維符合材料不僅加強(qiáng)車身堅(jiān)固性較鋁制車身減重100KG陶瓷材料?繼金屬、塑料之后發(fā)展起來(lái)的第3大類材料。發(fā)展只有20年左右，但具有優(yōu)良的力學(xué)性能（高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等）和化學(xué)性能（耐熱沖擊、耐氧化、蠕變等）。作為輕量化材料用于汽車零件，不僅直接起到輕量化的作用，更因其優(yōu)良的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性，用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室及熱交換器等零件，使功率提高，油耗大大下降，從節(jié)能角度看則間接地起到輕量化效果。蜂窩夾層材料是早已在飛機(jī)上采用的材料，其最大特點(diǎn)是剛性高、比強(qiáng)度高、密度低。目前應(yīng)用在汽車上的實(shí)例還不多，但應(yīng)用研究在不斷前進(jìn)，將來(lái)會(huì)較多地得到運(yùn)用。陶瓷材料典型應(yīng)用案例菱鎂復(fù)合板臥鋪板蜂窩夾芯板菱鎂復(fù)合板

蜂窩夾芯板重量（kg）

重量（kg）減重%車型

尺寸規(guī)格（mm）2045×540×15CPB122045×450×15249.47.5614714.2面層和襯條采用五合板汽車輕量化新工藝—液壓成型液壓成形就是利用流體介質(zhì)來(lái)代替模具傳遞力以實(shí)現(xiàn)金屬塑性加工稱為液壓成形。液壓成形分為兩種:一種是所謂內(nèi)高壓成形,即在金屬管內(nèi)充滿高壓液體,并利用模具施壓使其成形;此外就是金屬板料的液壓成形,它利用高壓液體代替一半模具,使板料成形,獲得工件。液壓成形,尤其是金屬管件內(nèi)高壓成形,不但簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu),縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,而且可以制造出其它方法所不能制造的復(fù)雜工件,這對(duì)提高汽車性能、減少零件數(shù)量和減少汽車自重有十分重要的意義,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。液壓成型的應(yīng)用液壓成形技術(shù)早在20世紀(jì)40年代就被用于汽車制造業(yè)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，受到汽車輕量化及安全性要求的推動(dòng)，汽車中越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)件采用圓管作為成形毛坯，利用充液成形技術(shù)來(lái)完成制造，如汽車傳動(dòng)軸、轎車發(fā)動(dòng)機(jī)支架、排氣管、裝配式凸輪軸等。在德國(guó)、美國(guó)的汽車制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，目前，包括豐田、奧迪在內(nèi)的眾多著名的汽車制造商已將此技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的生產(chǎn)上。液壓成形件在車身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

可用液壓成形生產(chǎn)的汽車零部件內(nèi)高壓成形工藝的典型應(yīng)用采用內(nèi)高壓成形技術(shù)，可制造各種沿軸線變化的圓形、矩形或異性截面的空心結(jié)構(gòu)汽車零件。例如：美國(guó)福特公司的Mondeo轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)支架采用液壓脹形技術(shù)后，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)勢(shì)：①零件數(shù)由6個(gè)減少為1個(gè)；②制造工序由32道減少為3道；③構(gòu)件的質(zhì)量由12kg減少為8kg；④每件的成本由20英鎊減少為10英鎊。典型零件如圖所示。采用液壓脹形工藝制造的車身縱梁和發(fā)動(dòng)機(jī)支架板料液壓成形工藝的典型應(yīng)用?

液壓成形技術(shù)是近10年被廣泛關(guān)注的一種近凈成形技術(shù)，

且由于板料液壓成形技術(shù)具有如上顯著優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于制造汽車零部件。下圖是Audi公司生產(chǎn)的側(cè)面車架和油底殼，采用液壓成形技術(shù)后，減少了原先的組裝和焊接工序。其次，

模具成本大約為傳統(tǒng)工藝的1/3。abAudi公司生產(chǎn)產(chǎn)品a——側(cè)面車架

b——油底殼?

2013款福特Fusion的A柱、B柱將采用液壓成型技術(shù)，據(jù)福特車身工程師稱該技術(shù)為業(yè)界首創(chuàng)。他使用液壓成技術(shù)代替原有的熱壓印焊接薄板來(lái)制造車頂柱結(jié)構(gòu)，既減輕了重量，又節(jié)約了成本和材料，最重要的一點(diǎn)是防撞性能更出色?！耙簤撼尚图夹g(shù)使得汽車的車身有更好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性?！逼囕p量化新工藝—熱壓成型熱成形技術(shù)是將熱沖壓高強(qiáng)度鋼板料在防氧化加熱爐中加熱到奧氏體再結(jié)晶溫度以上，其微觀組織由鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，并且保溫一段時(shí)間使其充分均勾奧氏體化，再通過機(jī)械手等設(shè)備將高溫板料轉(zhuǎn)移到具有冷卻水道的熱沖壓模具中，最后完成板料的沖壓成形和保壓洋火。板料在高溫下沖壓成形可以保證其成形性能和成形精度，熱沖壓成形后板料的微觀組織由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀馬氏體，抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到500MPa左右，最終獲得兼具高強(qiáng)度和高精度的熱沖壓零件。熱成型工藝原理如下圖所示。麗公司將碳纖維定位為“戰(zhàn)略性擴(kuò)大業(yè)務(wù)”，汽車望大量應(yīng)用這種材料的領(lǐng)域。計(jì)劃通過概念車擴(kuò)大商對(duì)碳纖維的應(yīng)用。圖為冷沖壓和熱成形方案下B柱單件示例。下表為參照前期車型B柱單件分別在冷沖壓和熱成型工藝下的質(zhì)量分析。熱壓成型在歐洲車企中的應(yīng)用熱壓成型板在車身上的具體的應(yīng)用熱壓成型板在5系寶馬上的具體的應(yīng)用熱壓成型板在國(guó)內(nèi)車企中的應(yīng)用熱壓成型板在國(guó)內(nèi)車型上的應(yīng)用2014全新明銳所采用的熱成型鋼板分別用在前保橫梁、左右前縱梁、左右A柱加強(qiáng)鈑、中央通道、以及前后門防撞桿等車身核心關(guān)鍵位置，占整體車身的比例高達(dá)20%，與原先的車輛相比減輕了23KG，在提升車身強(qiáng)度的同時(shí)，有效降低油耗。汽車輕量化新工藝—電磁成型?電磁成形是使金屬在極短的時(shí)間內(nèi)受到高強(qiáng)度的電磁力的沖擊而產(chǎn)生塑性變形，屬于高能快速成形。電磁成形技術(shù)具有加工能量易于精確控制、成形速度快、工裝簡(jiǎn)單、成形精度高、可提高某些材料的塑性等特點(diǎn)?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，例如機(jī)械、電子、汽車工業(yè)、輕化工及儀器儀表、航空航天、兵器工業(yè)等。在利用電磁成形技術(shù)做復(fù)合沖壓成形件方面，美國(guó)的俄亥俄州立大學(xué)以及以色列的PULSAR公司作了大量的研究,并做出了6011Al材料的汽車車門實(shí)驗(yàn)樣品,外觀和強(qiáng)度都基本達(dá)到了使用要求。電磁成形工藝作為一種無(wú)污染、高能效的綠色加工技術(shù)必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電磁復(fù)合沖壓成形在汽車制造中的應(yīng)用?實(shí)現(xiàn)汽車輕量化,以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少環(huán)境污染是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向,汽車輕量化的主要有效途徑是提高鋁化程度,即采用高強(qiáng)度鋁合金在汽車結(jié)構(gòu)件方面替代鋼,據(jù)估算,車身全部為鋁材,則整體質(zhì)量將減輕

50%。而在制造技術(shù)方面