鋁合金汽車(chē)輕量化技術(shù)

汽車(chē)輕量化技術(shù)

鋁合金主要內(nèi)容汽車(chē)輕量化背景1鋁合金根底知識(shí)2汽車(chē)用鋁合金現(xiàn)狀3鋁合金汽車(chē)板工藝4輕量化開(kāi)展方向5一、汽車(chē)輕量化背景1.1輕量化的必然性汽車(chē)質(zhì)量每減輕１%，可節(jié)省燃料耗費(fèi)0.6％~1.0%；車(chē)輛每減重100kg，CO2排放量可減少約5g/km，在轎車(chē)中每運(yùn)用1kg鋁，可在其運(yùn)用壽命期內(nèi)減少20kg尾氣排放；汽車(chē)尾氣排放與油耗成正相關(guān)；現(xiàn)有汽車(chē)越來(lái)越高級(jí)化，附加安裝也越來(lái)越多。同樣使得輕量化成了必然。1.2汽車(chē)輕量化的主要對(duì)象由表2可以知：發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身及內(nèi)外裝占轎車(chē)總質(zhì)量的比例較大,減重潛力也較大。轎車(chē)車(chē)身是轎車(chē)中分量較大的部件，約占汽車(chē)總分量的30％，所以車(chē)身的鋁化舉足輕重。表2轎車(chē)各部分的質(zhì)量比例名稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)底盤(pán)（除傳動(dòng)系）車(chē)身傳動(dòng)系內(nèi)裝外裝其他質(zhì)量比例（%）10~1519~2420~285~1020~258~13鋁合金車(chē)身板的運(yùn)用及減重效果1.3輕量化的手段(1)優(yōu)化汽車(chē)車(chē)身框架構(gòu)造；(2)用高強(qiáng)度輕質(zhì)資料替代傳統(tǒng)的鋼鐵資料。主要有：1.高強(qiáng)度鋼板2.鋁合金3.鎂合金4.鈦合金5.高分子資料6.新型復(fù)合資料二、鋁合金根底知識(shí)2.1鋁合金的特點(diǎn)：鋁的密度小〔2.7g/cm3〕，約為鋼〔7.8g/cm3〕的1/3。用鋁合金代鋼鐵可減重50%左右,由于鋁的外表易氧化構(gòu)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)雜外形的零件。鋁中參與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置強(qiáng)化，使有些鋁合金的抗拉強(qiáng)度可超越600MPa。導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率是鋼的3倍。2.2鋁合金分類(lèi)根據(jù)合金元素和加工工藝特性，可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類(lèi)。2.3純鋁與鋁合金牌號(hào)表2純鋁與鋁合金牌號(hào)2.4鋁及鋁合金的分類(lèi)2.5鋁及鋁合金資料分類(lèi)2.6鋁合金根底代號(hào)變形鋁及鋁合金形狀代號(hào)命名的根本原那么根底形狀代號(hào)用一個(gè)英文大寫(xiě)字母表示；細(xì)分形狀代號(hào)采用根底形狀代號(hào)后跟一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字表示2.7鋁及鋁合金熱處置分類(lèi)鋁及鋁合金熱處置回歸均勻化退火退火廢品退火中間退火過(guò)時(shí)效欠時(shí)效自然時(shí)效人工時(shí)效多級(jí)時(shí)效時(shí)效固溶淬火離線淬火在線淬火一次淬火階段淬火立式淬火臥式淬火退火產(chǎn)品加熱到一定溫度并保溫到一定時(shí)間后以一定的冷卻速度冷卻到室溫。經(jīng)過(guò)原子分散、遷移，使之組織更加均勻、穩(wěn)定、，內(nèi)應(yīng)力消除，可大大提高資料的塑性，但強(qiáng)度會(huì)降低。固溶淬火處置將可熱處置強(qiáng)化的鋁合金資料加熱到較高的溫度并堅(jiān)持一定的時(shí)間，使資料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到鋁基體中，構(gòu)成過(guò)飽和固溶體，然后以快冷的方法將這種過(guò)飽和固溶體堅(jiān)持到室溫，它是一種不穩(wěn)定的形狀，因處于高能位形狀，溶質(zhì)原子隨時(shí)有析出的能夠。但此時(shí)資料塑性較高，可進(jìn)展冷加工或矯直工序。時(shí)效經(jīng)固溶淬火后的資料，在室溫或較高溫度下堅(jiān)持一段時(shí)間，不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶領(lǐng)會(huì)進(jìn)展分解，第二相粒子會(huì)從過(guò)飽和固溶體中析出〔或沉淀〕，分布在α〔Al〕鋁晶粒周邊，從而產(chǎn)生強(qiáng)化作用稱(chēng)之為析出〔沉淀〕強(qiáng)化?；貧w時(shí)效型合金在時(shí)效強(qiáng)化后，于平衡相或過(guò)渡相的固溶度曲線以下某一溫度加熱，時(shí)效硬化景象會(huì)立刻消除，硬度根本上恢復(fù)到固溶處置形狀，這種景象稱(chēng)為回歸。合金回歸后，再次進(jìn)展時(shí)效時(shí)，仍可重新產(chǎn)生硬化，但時(shí)效速度減慢，其他變化不大。三、汽車(chē)用鋁合金現(xiàn)狀3.1在汽車(chē)上的運(yùn)用范圍鑄造鋁合金與變形鋁合金都在汽車(chē)中獲得了運(yùn)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(lèi)零件和底盤(pán)上的其他零件。如轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼、保險(xiǎn)杠、車(chē)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)托架等幾十種零件。變形鋁合金適宜壓力加工，經(jīng)過(guò)冷變形和熱處置可使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高。可制成板材、管材、棒材以及各種外形的型材。變形鋁合金主要用于汽車(chē)車(chē)身。包括：發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)頂棚、車(chē)門(mén)、翼子板、行李箱蓋、地板、車(chē)身骨架及覆蓋件。過(guò)去用于轎車(chē)車(chē)身的鋁合金主要有Al-Cu-Mg(2000系)、Al-Mg(5000系)anAl-Mg-Si(6000系)三大系列除規(guī)范鋁合金外，一些鋁合金公司與汽車(chē)制造者還研發(fā)了一批具有某些特殊性能的非規(guī)范鋁合金。常用規(guī)范汽車(chē)鋁合金如下表所示。1×××系~8×××系在汽車(chē)制造中都或多或少的獲得了運(yùn)用。C:\Users\Administrator\Desktop\汽車(chē)制造中常用鋁合金.docx在美國(guó)，95%以上的油罐車(chē)用鋁資料制造美國(guó)消費(fèi)的全鋁自卸車(chē)美鋁與宇通協(xié)作研發(fā)的新一代節(jié)能環(huán)保大巴的鋁合金擠壓框架構(gòu)造。全鋁公用全鋁公共汽車(chē)鋁件的減重效果標(biāo)示圖。與鋼構(gòu)造相比，框架、輪轂。車(chē)身鈑金件、內(nèi)飾件分別減重800kg、170kg、550kg、400kg，合計(jì)減分量近2噸。減重近46%。美鋁公司和宇通公司協(xié)作研發(fā)的全鋁公共汽車(chē)用鋁部位圖沃爾沃S70的車(chē)門(mén)外板寶馬M3的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板運(yùn)用NovelisFusionAF350消費(fèi)的汽車(chē)車(chē)門(mén)內(nèi)板全鋁轎車(chē)車(chē)身空間框架表示圖奧迪的空間框架鋁合金車(chē)身構(gòu)造技術(shù)鋁合金車(chē)身構(gòu)造沃爾沃越野車(chē)縱梁寶馬汽車(chē)后車(chē)架奧迪公司的油底殼奧迪公司的側(cè)面車(chē)架?chē)?guó)外品牌汽車(chē)鋁合金防撞梁、吸能盒3.2運(yùn)用現(xiàn)狀國(guó)外的運(yùn)用現(xiàn)狀美國(guó)：1994年用鋁量為87kg/輛，2000年到達(dá)116kg/輛，2006年到達(dá)了145kg/輛。2000年到2006年6年中的年平均增長(zhǎng)率為3.7％。同期〔2006年〕，歐洲、日本輕型汽車(chē)中的用鋁量分別為259.28磅/輛〔117.6kg/輛〕和251.33磅/輛〔114.0kg/輛〕，6年中的CAGR分別為5％和3％，可見(jiàn)，在過(guò)去的幾年當(dāng)中，歐洲是汽車(chē)用鋁開(kāi)展最為迅速的地域。在近年來(lái)出現(xiàn)的全鋁車(chē)身以及鋁密集型汽車(chē)中，鋁的比例越來(lái)越高。以福特P2000為例：其在白車(chē)身和外板上均運(yùn)用鋁合金。用鋁量到達(dá)了332kg。奧迪A8那么到達(dá)了創(chuàng)紀(jì)錄的546kg。車(chē)身板用鋁合金：用鋁合金資料來(lái)制造汽車(chē)車(chē)身板,要求既具有一定的強(qiáng)度性能,又具有良好的沖壓成形性能,還要具有良好的焊接性能、抗腐蝕性能,可以在涂漆后的烘烤期間發(fā)生完全的沉淀硬化作用。車(chē)身框架用鋁合金：近年來(lái)提出的全鋁車(chē)身構(gòu)造中，車(chē)體構(gòu)造上大多數(shù)采取無(wú)骨架式構(gòu)造和空間框架式構(gòu)造,以鋁擠壓型材為主體的空間框架構(gòu)造大有開(kāi)展出路。擠壓型材主要是采用空心材。2×××系鋁合金2000系鋁合金屬于Al-Cu-Mg系，具有優(yōu)良的鍛造性、高的強(qiáng)度、良好的焊接性能，可熱處置強(qiáng)化等特點(diǎn)。但其抗蝕性比其他鋁合金的差。2000系合金中，2036合金已廣泛用于消費(fèi)車(chē)身板。目前2036和2022合金已部分用于汽車(chē)車(chē)身板材,如法國(guó)貝西內(nèi)公司2000系的AU2G-T4,美國(guó)雷伊路菲公司的2036-T4等。5×××系鋁合金5000系合金中Al-Mg合金具有良好的抗腐蝕性和焊接性能,但退火形狀的Al-Mg合金在加工變形時(shí)能夠產(chǎn)生呂德斯線和延遲屈服,因此主要用于車(chē)身內(nèi)板等外形復(fù)雜的部位。目前,HANV金屬公司開(kāi)發(fā)的HANV5182-O資料、美國(guó)ALCOA公司開(kāi)發(fā)的X5085-O及5182-O等資料已用于汽車(chē)車(chē)身內(nèi)板。6×××系鋁合金6000系鋁合金強(qiáng)度高，塑性好，具有優(yōu)良的耐蝕性，綜合性能好。美國(guó)70年代就研制了6009和6010汽車(chē)車(chē)身板鋁合金,塑性好,成形后經(jīng)噴漆烘烤可實(shí)現(xiàn)人工時(shí)效強(qiáng)化獲得更高的強(qiáng)度,用于汽車(chē)的內(nèi)外層壁板,目前已在轎車(chē)上廣泛運(yùn)用。AudiA8的車(chē)身板,即采用了本系鋁合金。另外為加強(qiáng)汽車(chē)的緩沖才干和加強(qiáng)抗疲勞強(qiáng)度,德國(guó)VAW、日本KOK、中國(guó)西南鋁加工集團(tuán)均以此系合金為根底,研制和開(kāi)發(fā)了高性能的汽車(chē)用鋁板和鋁型材。這種復(fù)雜斷面外形的鋁合金型材,不僅具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高和抗沖擊性好等特點(diǎn),而且具有很好的擠壓成形性能,容易制造,所以在汽車(chē)上將得到廣泛運(yùn)用。目前,國(guó)外鋁制車(chē)體大型材用鋁合金主要采用6000系列合金,如：6009、6010、6111、6181A等,美國(guó)汽車(chē)制造商多項(xiàng)選擇器具有較高強(qiáng)度的6111,歐洲更多采器具有較好成形性能的6016。日本為了到達(dá)緩沖目的、添加抗沖擊強(qiáng)度,非常注重運(yùn)用6000系的高強(qiáng)度合金“口〞、“日〞、“目〞、“田〞字外形的薄壁和中空型材,研制開(kāi)發(fā)高性能的汽車(chē)用鋁板和加強(qiáng)緩沖性能的鋁擠壓型材。美國(guó)通用公司的IMPACT牌轎車(chē)車(chē)身是鋁材制造的。整個(gè)車(chē)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(chē)身有2000個(gè)焊點(diǎn),120個(gè)鉚接點(diǎn),質(zhì)量?jī)H134kg。IMPACT的根本構(gòu)造是一個(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。德國(guó)：奧迪車(chē)系早在1994年奧迪汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)了第一代AudiA8全鋁空間框架構(gòu)造〔ASF〕，ASF車(chē)身超越了現(xiàn)代轎車(chē)鋼板車(chē)身的強(qiáng)度和平安程度，但汽車(chē)本身的分量減輕了大約40%。隨后于1999年在這里誕生的奧迪A2，成為首批采用該技術(shù)的量產(chǎn)車(chē)。該車(chē)車(chē)身采用全鋁空間框架，前柱采用高壓鑄鋁新技術(shù)制成。它的車(chē)身重895kg，比這種型式同樣大小的車(chē)的通常分量輕150kg。燃油耗費(fèi)也低于那些類(lèi)似性能的車(chē)。奧迪A2第二代鋁合金ASF車(chē)身奧迪A8第一代鋁合金ASF車(chē)身新奧迪A8第二代鋁合金ASF車(chē)身2021年奧迪A8整個(gè)白車(chē)車(chē)身300.7kg，相當(dāng)于普通B級(jí)車(chē)身質(zhì)量的80%。車(chē)身鋁合金板鈑金件47.6%；車(chē)身擠壓型材構(gòu)造件18.5%；車(chē)身鑄造鋁合金銜接件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(chē)身也經(jīng)過(guò)了改良，部分鋁合金的厚度比老款的更薄，車(chē)身分量也因此降低了6.5kg。此外，新奧迪A8的車(chē)身在更輕的同時(shí)，整體剛性也比老款提升了25%左右。ASF車(chē)身在構(gòu)造上遵照了仿生學(xué)原理，從自然界中汲取靈感。車(chē)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(chēng)為ASF。這種梁有直的也有彎曲的,梁的壁厚比一樣尺寸的鋼要添加一倍。ASF全鋁車(chē)身的各部件經(jīng)過(guò)沖壓鉚接、自攻螺釘和粘結(jié)等方式銜接，組裝自動(dòng)化程度已達(dá)80%日本：日本的NSX超級(jí)跑車(chē)NSX于1991款車(chē)型正式出賣(mài)，首批量產(chǎn)車(chē)型配置全鋁底盤(pán)和車(chē)身，在堅(jiān)持和鋼制車(chē)身同等強(qiáng)度下，自重卻減輕了200kg。國(guó)內(nèi)的運(yùn)用現(xiàn)狀：我國(guó)曾經(jīng)成為世界汽車(chē)工業(yè)大國(guó)，2021年我國(guó)汽車(chē)總產(chǎn)量將超越1800萬(wàn)輛。因此汽車(chē)車(chē)身用鋁的研討和開(kāi)發(fā)必將帶來(lái)宏大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)單車(chē)的鋁合金用量在6％左右，與國(guó)外還有一定的差距，根本以鑄造鋁合金為主。由于本錢(qián)、零部件資源等要素的限制，變形鋁合金〔鍛造鋁合金和鋁合金板材〕的運(yùn)用遭到一定的制約。國(guó)內(nèi)汽車(chē)用鋁材開(kāi)展的也不平衡，鋁輪轂開(kāi)展過(guò)熱，汽車(chē)車(chē)身板材根本屬于空白。我國(guó)汽車(chē)車(chē)身用鋁還處于研制、引進(jìn)、吸收、消化的階段。因此我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)必需瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)程度,對(duì)汽車(chē)用鋁合金的性能和消費(fèi)工藝進(jìn)展更深化的研討開(kāi)發(fā)。隨著合金加工技術(shù)和新型合金的不斷開(kāi)發(fā),變形鋁合金運(yùn)用一定會(huì)越來(lái)越多，技術(shù)也更加成熟。車(chē)身分量?jī)H有450kg，最高車(chē)速可達(dá)85公里/小時(shí)；一次充電4小時(shí)可行駛150公里，而耗電卻只需6度。這輛由蘇州市奧杰汽車(chē)技術(shù)自主研發(fā)的全新電動(dòng)汽車(chē)亮相2021年第六屆北京國(guó)際電動(dòng)汽車(chē)展覽會(huì)。由于是國(guó)內(nèi)首款采用鋁制骨架車(chē)身的電動(dòng)汽車(chē)，該車(chē)一經(jīng)發(fā)布立刻遭到業(yè)內(nèi)關(guān)注。四、鋁合金汽車(chē)板工藝4.1鋁合金汽車(chē)板的性能要求良好的力學(xué)性能與成形性一定的抗時(shí)效穩(wěn)定性良好的烘烤硬化性高的抗凹痕性良好的翻邊延性較好的外表光鮮性良好的外表處置及涂裝性能常用鋁合金汽車(chē)車(chē)身板的種類(lèi)２系合金是可熱處置強(qiáng)化合金，具有良好的成形性和較高的強(qiáng)度，但抗蝕性差，烘烤硬化才干低，主要用于汽車(chē)內(nèi)板；5系合金是非熱處置強(qiáng)化合金，鋁板沖壓成形后外表容易起皺，且延展性和彎曲才干也有所欠缺，多用于內(nèi)板；6系合金是可熱處置強(qiáng)化合金，具有良好的成形性、烘烤硬化性，是目前汽車(chē)板材的主要研討方向。表4-1汽車(chē)車(chē)體用鋁合金國(guó)際牌號(hào)和化學(xué)成分〔質(zhì)量%〕運(yùn)用于汽車(chē)車(chē)身的6系和5系鋁合金對(duì)比如前所述，鋁合金汽車(chē)車(chē)身板材主要有6系和5系合金，典型牌號(hào)有6016、6111、6022、6181、5052、5182、5754等鋁合金；轎車(chē)用鋁板厚度規(guī)格普通為0.7~2.0mm左右?！?〕6系A(chǔ)l-Mg-Si(-Cu)合金Al-Mg-Si-(Cu)系合金由于具有較高的強(qiáng)度及較好的成形性能而廣泛運(yùn)用于汽車(chē)面板等領(lǐng)域。對(duì)這類(lèi)合金的要求，是在烤漆前具有較好的塑性及在烤漆過(guò)程中具有較高的沉淀硬化才干，即具有較高的烤漆硬化呼應(yīng)。Al-Mg-Si-(Cu)合金是可熱處置強(qiáng)化的鋁合金，具有成形性好、耐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高和較好的耐高溫等性能。鋁合金汽車(chē)車(chē)身板資料，除上述幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)外，主要思索該類(lèi)板材在沖壓成形后經(jīng)油漆烘烤強(qiáng)度會(huì)提高，具有烤漆硬化才干。此外，Al-Mg-Si合金T4態(tài)板材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度與鋼板相近，n值超越鋼板?！?〕5系鋁合金5系鋁合金〔Al-Mg系合金〕是不可熱處置強(qiáng)化的鋁合金，具有中等強(qiáng)度、耐蝕性好、較好的加工性能及良好的焊接性能等特點(diǎn)。在Al-Mg系合金中，Mg固溶于鋁基體中，構(gòu)成固溶強(qiáng)化效應(yīng)使該合金在強(qiáng)度、成形性能和抗腐蝕性等具有普通碳鋼板的優(yōu)點(diǎn)，可用于汽車(chē)內(nèi)板等外形復(fù)雜的部位。但Al-Mg系合金板材在室溫放置后，在拉伸時(shí)容易出現(xiàn)Luders伸長(zhǎng)，沖壓成形后外表起皺，影響外觀質(zhì)量；延展性和彎曲才干也會(huì)由于Fe含量的添加而惡化，閱歷烤漆容易出現(xiàn)軟化景象。Al-Mg系合金用作汽車(chē)車(chē)身板的缺陷：延遲屈服和勒德斯線。當(dāng)晶粒尺寸＞100μm時(shí)，板材易出現(xiàn)“桔皮效應(yīng)〞。表4-2鋁合金和冷軋鋼板力學(xué)性能和沖壓成形性能歐洲常用含Cu量較低的AA6016合金，北美常用含Cu量高的AA6111合金，目前這兩種合金都存在著成形性較差的問(wèn)題，不適宜作成形性要求較高的內(nèi)面板資料。6022合金含有較低的合金元素，具有比AA6016，AA6111合金更好的成形性及耐腐蝕性，被以為既可以做車(chē)身外面板資料又可做內(nèi)面板資料，已用于Plymouthprowler等的車(chē)身板。表4-3歐洲與北美汽車(chē)覆蓋件用鋁情況歐洲北美綜合相關(guān)數(shù)據(jù)，總結(jié)出運(yùn)用于汽車(chē)車(chē)身板的廢品板材的性能要求：〔a〕T4(p)形狀下屈服強(qiáng)度：90~140MPa抗拉強(qiáng)度：220~285MPa延伸率〔總〕：≥20%n值：≥0.27〔拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)〕r值：≥0.65〔0°〕〔塑性應(yīng)變比〕≥0.40〔45°〕≥0.55〔90°〕〔b〕預(yù)變形2%+烘烤后屈服強(qiáng)度：160~260MPa鑄錠軋制成薄板并進(jìn)展固溶處置沖壓烤漆板材消費(fèi)廠汽車(chē)消費(fèi)廠2周以上〔運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)〕4.2鋁合金車(chē)身板的消費(fèi)過(guò)程鋁加工廠消費(fèi)ABS板、帶材的典型工藝流程表示圖汽車(chē)廠用ABS制造AVT車(chē)身工藝流程表示圖ABS全延續(xù)消費(fèi)線表示圖6系鋁合金板材加工過(guò)程中的組織演化半延續(xù)鑄錠冷軋板沖壓制品T4(p)形狀下合金為平均晶粒尺寸為~20m的等軸晶4.3合金成分的選取合金設(shè)計(jì)目的：T4/T4P形狀下較高的成形性能；烤漆后有高的強(qiáng)度；可控制的預(yù)處置工藝；固溶與預(yù)時(shí)效之間的時(shí)間可以盡量長(zhǎng)；預(yù)時(shí)效的效果要盡量長(zhǎng)。6111類(lèi)合金：含Cu較高，烤漆硬化后的強(qiáng)度高，但深沖性能不佳。該類(lèi)合金主要在北美地域消費(fèi)及運(yùn)用。6016類(lèi)合金：含Cu量很低，深沖性能好，但烤漆硬化后的強(qiáng)度比6111類(lèi)合金低。該類(lèi)合金在歐洲、日本得到廣泛的運(yùn)用。6022類(lèi)合金，根本不含Cu，對(duì)鐵元素的含量控制較嚴(yán)厲，深沖性能好，但烤漆硬化才干較低、本錢(qián)相對(duì)較高。Si：添加Si含量，合金的硬化速度加快并且峰值變大；提高合金的鑄造和焊接流動(dòng)性及耐磨性。Mg：添加Mg含量，由預(yù)時(shí)效〔T4P〕產(chǎn)生的軟化效應(yīng)會(huì)隨之增大，有利于合金成形；Mg還能提高合金的抗蝕性和可焊性。

Si和Mg構(gòu)成強(qiáng)化相Mg2Si，其平衡分量比為Mg:Si=1.73。每添加0.1%Mg2Si強(qiáng)度峰值添加5MPa，延伸率少量添加。每添加0.1%初生硅，強(qiáng)度峰值添加10-15MPa，延伸率下降0.25%。Mg含量過(guò)高會(huì)降低Mg2Si在α固溶體中的溶解度，過(guò)剩Si不影響Mg2Si的溶解度。Cu：參與Cu元素，促進(jìn)β’’相形核，β’’相密度添加，改善烘烤性能，同時(shí)CuAl2和CuMgAl2也參與時(shí)效硬化作用，合金強(qiáng)度更高。Cu含量的添加會(huì)降低合金的抗蝕性。為了控制抗腐蝕性能，歐洲：Cu＜0.2%，日本：Cu＜0.1%；為高強(qiáng)度，北美：0.7%Cu的AA6111合金。運(yùn)用于汽車(chē)車(chē)身板的6系合金中合金元素的作用Mn：加速板條狀的β-AlFeSi相向魚(yú)骨狀的α-AlFeSi相轉(zhuǎn)化，同時(shí)促進(jìn)Mg2Si粒子均勻分布，提高合金的強(qiáng)度、韌性和耐蝕性。Fe：和合金其它元素構(gòu)成金屬間化合物，提高含量會(huì)添加含鐵相數(shù)量，合金力學(xué)性能、彎曲才干下降，不利于加工。另外，鋁合金的回收利用能夠是廢料中Fe超標(biāo)導(dǎo)致其不可運(yùn)用。汽車(chē)車(chē)身板資料中，含鐵量要嚴(yán)厲控制。微量Cr、Ti：提高再結(jié)晶溫度，抑制再結(jié)晶，控制再結(jié)晶晶粒的大小，并能添加人工時(shí)效后的耐蝕性。稀土：能細(xì)化晶粒，減少合金中的氣體和雜質(zhì)，加速時(shí)效過(guò)程，提高塑性和強(qiáng)度，并改善外表性能。4.4均勻化退火制度確實(shí)定均勻化處置的目的：消除共晶；使類(lèi)化合物向類(lèi)化合物轉(zhuǎn)變等。溫度對(duì)不同合金元素分散系數(shù)的影響4.5合金板材的成形性能加工工藝T4形狀下：織構(gòu)類(lèi)型織構(gòu)分布晶粒外形晶粒尺寸組織均勻性強(qiáng)化相的析出形狀6xxx系鋁合金的成形性能熱軋：再結(jié)晶織構(gòu)；終軋溫度〔打卷溫度〕化合物的破碎〔類(lèi)化合物、類(lèi)化合物等〕。冷軋：退火溫度變形織構(gòu)；板型控制剪切帶光學(xué)組織：劇烈的織構(gòu)帶W-垂直于軋制方向經(jīng)20%拉伸變形后，兩種不同銳度織構(gòu)的波度；f(g)max–闡明織構(gòu)對(duì)起皺的影響在消費(fèi)中，冷軋的最后道次采用壓光機(jī)小壓下量軋制〔小壓下力〕，以調(diào)整板材的變形毛化紋路。MF〔MillFinish):光面〔冷軋態(tài)〕，普通在北美地域運(yùn)用。EDT〔ElectronDischargeTexture〕：電火花鈍化紋理。運(yùn)用公用的紋理任務(wù)輥產(chǎn)生EDT外表紋理，作為冷軋最后道次，壓下率＜4%，板材到達(dá)規(guī)定的規(guī)格要求。EDT處置的益處：〔1〕板材具有各向同性，對(duì)成形性能沒(méi)有方向性的影響；〔2〕光滑單元〔lubricationpockets〕建立的靜壓力，益處有:(a)低且有規(guī)律的摩擦系數(shù)；(b)比MF有更好的成形性；(c)提高沖壓車(chē)間任務(wù)效率；(d)減少工具外表附著物；(e)更加穩(wěn)定的壓力參數(shù)?！?〕提高涂漆后的外表質(zhì)量以及零件的匹配性。EBT〔ElectronBeamTexture〕：電子束鈍化處置。相比于EDT，紋理構(gòu)造更加規(guī)那么。EBT具有規(guī)那么的獨(dú)立區(qū)，這和經(jīng)過(guò)EBT處置的板材外表形貌及外表粗糙度一樣，獨(dú)立的區(qū)域具有更大的容積可以存儲(chǔ)光滑劑，降低擦傷敏感性，不影響摩擦行為。同時(shí)，使漆分布分布更加均勻。4.6固溶處置固溶處置的目的：再結(jié)晶；獲得細(xì)小、均勻的等軸晶；使化合物盡能夠地溶入基體，獲得過(guò)飽和度；產(chǎn)生大量的晶格缺陷，為時(shí)效提供場(chǎng)所等。固溶處置的根本參數(shù)：加熱溫度、保溫時(shí)間、隨后的淬火速率等。6×××系鋁合金ABS固溶處置表示圖4.8板材的預(yù)時(shí)效Rp0.2烘烤硬化性T4態(tài)下Cluster尺寸鑄錠軋制成薄板并進(jìn)展固溶處置沖壓烤漆資料消費(fèi)廠汽車(chē)消費(fèi)廠兩周以上〔運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)〕6xxx系鋁合金時(shí)效析出序列：(ssss)clusters/GP區(qū)+Q+Si預(yù)處置Al-Mg-Si(-Cu)合金的自然時(shí)效的本質(zhì)在自然時(shí)效形狀下構(gòu)成大量的Si–Vacancy原子簇，不能成為的形核中心；Si–Vacancy原子簇的構(gòu)成，耗費(fèi)了大量的空位，延遲了時(shí)效過(guò)程；提高強(qiáng)度，降低了成形性能；烤漆后強(qiáng)度上升幅度很小，甚至降低。T4態(tài)板材組織假設(shè)預(yù)時(shí)效過(guò)程中構(gòu)成的相與位錯(cuò)之間的關(guān)系是繞過(guò)型的，那么能促進(jìn)位錯(cuò)的增殖，也會(huì)促進(jìn)加工硬化；可調(diào)整溶質(zhì)原子的形狀，即不容易發(fā)生clustering，又能保證較高的n值。預(yù)時(shí)效T4/T4P態(tài)的屈服強(qiáng)度、n值提高6×××系鋁合金汽車(chē)外鈑金件烘烤性能的兩種熱處置表示圖4.9板材的外表處置外表處置的目的〔1〕有利于吸附光滑劑，很好地沖壓成形；〔2〕加強(qiáng)板材與油漆的結(jié)合，構(gòu)成結(jié)實(shí)的漆層；〔3〕易于后續(xù)加工。外表處置過(guò)程：MF/EDT/EBT+清洗〔堿洗+酸洗〕+轉(zhuǎn)化處置+光滑堿洗：限于槽洗；酸洗：硫酸+磷酸+氫氟酸，濃度＜＜5%，酸洗溫度：50~70℃；化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層：鉻化膜：性能好，但有毒；鋯/鈦類(lèi)轉(zhuǎn)化膜：Alodine類(lèi)、Garbond類(lèi)、Envirox類(lèi)；陽(yáng)極氧化涂層：薄的阻撓層，和化學(xué)法相當(dāng)，導(dǎo)電，可以焊接；厚些的阻撓層+多空層。光滑：板材要沖壓成三維部件，因此，板材均經(jīng)過(guò)預(yù)光滑。部件沖壓是汽車(chē)消費(fèi)的第一階段，在安裝、焊接、車(chē)身噴漆之前〕。光滑劑：采用工業(yè)油，主要在北美運(yùn)用，這和軋制面MillFinish外表結(jié)合運(yùn)用。干光滑膜：蠟類(lèi)型光滑劑，主要在歐洲運(yùn)用，這和粗毛化的各向同性外表紋理〔如EDT〕結(jié)合運(yùn)用干光滑膜優(yōu)勢(shì)：添加深沖性能；對(duì)于難加工部件，運(yùn)用較多的光滑劑；運(yùn)輸及存儲(chǔ)過(guò)程中更穩(wěn)定；裝卸更容易；聯(lián)接及噴漆工藝的相容性與光滑油的一致。缺陷：需求根據(jù)不同模具設(shè)計(jì)采用不同的光滑劑；在模具內(nèi)堆積，定期清理；焊接較困難；日本、美國(guó)及歐洲乘人車(chē)用鋁合金板及其外表處置4.10板材性能的表