看看汽車輕量化挑戰中誕生的新汽車材料和工藝
2019-09-28
中國汽車輕量化的難點與挑戰
| 汽車工業的快速發展為中國製造業提供了新的機遇，也帶來了更多的挑戰。 經過幾十年的發展，我國汽車工業雖然取得了巨大的成就，但在輕量化研究領域仍面臨諸多困難，主要表現在以下幾個方面。 |
首先， 中國汽車工業 沒有完整的汽車輕量化部件技術產品標準。 大多數汽車製造商一直在車身開發項目中使用傳統的設計理念。 二是我國輕量化材料研究起步較晚。 材料在車身上的應用還不夠深入，輕量化材料的種類和性能與國外還相差甚遠。 最後，由於技術不成熟，新材料的開發、製造和加工成本高昂，短期內難以形成完善的產業鏈。 因此，車身應用的成本顯著增加。目前，世界各國紛紛出台安全、排放、油耗等方面的法規，以強制執行汽車產品的安全和環保性能。 隨著能源的不斷發展和消耗，我國對汽車節能減排的要求越來越嚴格和安全。 節能環保顯然已成為汽車領域研究人員最重要的性能指標。 如何開發更環保、更節能的汽車已成為當今汽車研究領域最重要的方向之一。
燃油經濟性 汽車的排放與汽車的質量密切相關。 研究數據表明，汽車質量越輕，相應的發動機負荷就可以相應降低。 當整車重量降低10%時，油耗可降低6%～8%。 由於普通白車身佔整車質量的20%～35%，因此車身的輕量化對於整車的輕量化至關重要。
由於傳統鋼材工藝優化空間有限，加工設備難以適應新型車身材料，採用新材料、新工藝是實現車身輕量化的主要途徑。 新型輕質材料主要可分為低密度材料和高強度材料。 目前的低密度輕質材料廣泛用於鋁合金、鎂合金、塑料和復合材料，而高強度材料主要是指高強度鋼。
新材料在輕量化中的應用
-
▶ 屈服強度為210-550MPa的高強度鋼，具有價格低、結構強度高、抗疲勞性能好、易加工等特點 沖壓 和焊接。 可充分利用傳統生產線，是現階段輕量化的首選材料。 目前，高強度鋼材主要用於車身的加強部位，如AB柱側柱、地板側梁、車門防撞桿等特殊重要部位。 減重的主要機制是充分利用自身的超高強度來降低鋼板的厚度，實現車身的輕量化，同時也提高了車輛的安全性能。 高強度鋼材在歐美國家的應用已達到55%以上，我國自主品牌的應用也已占到45%左右。
-
▶ 與鋼相比，鋁合金的密度僅為鋼的35%。 鋁合金的密度低，抗衝擊性好，吸能是鋼的兩倍。 因此，它在安全碰撞性能方面具有很大的優勢。 此外，鋁合金儲量大，回收率高。 作為一種新型輕量化材料，在汽車製造領域得到了廣泛的應用。 根據研究數據，鋁製品在體內可實現約50%的減重率。 在滿足車身性能的條件下，可以大大減輕車身重量，實現車身輕量化。
目前應用最廣泛的鋁合金材料有5系和6系。 5系主要用於車身加固，6系主要用於車身的框架和外罩。 奧迪A8、捷豹XJ等車型實現了全鋁車身，車身為鋁製，車架為三維結構，外殼為鋁板沖壓，與同類鋼製車身相比，車身質量降低了30%-50% 油耗降低5%-8%。
-
▶ 作為所有金屬材料中密度最小的，鎂合金比鋁合金和鋼具有更高的比強度和比剛度。 此外，它還具有良好的吸能、散熱和降噪特性。 目前使用的材料之一是鑄件 齒輪箱體、方向盤、發動機支架等，輕量化應用前景廣闊。 但由於鎂的熔點小，凝固結晶範圍大，難以形成熔池，接頭可靠性不高，化學活性高，製造生產中的危險性大，這極大地制約了鎂合金輕量化材料的發展。 現階段應用範圍低於鋁合金材料。
-
▶ 在目前車身材料的應用中，為了滿足輕量化、防腐、美觀等要求，非金屬材料越來越受到汽車開發商的青睞。 車身採用的輕量化非金屬材料主要是工程塑料和復合材料。 班級。
工程塑料材料主要有PE、PVC、PA等。由於密度低、防腐、抗振效果好、成型性好，這些材料採用氣體輔助成型（GAM）、水輔助成型（WAM） ) 和雙組分注塑成型。 (DAM)等成型技術的加工技術，使其在保險槓、擋泥板等車身材料以及內外飾件等汽車零部件上得到了極大的應用。 複合材料是指兩種或兩種以上材料的組合，通常由基體和增強體組成。 增強材料主要包括纖維和高分子材料。 由於復合材料的低密度、高強度和良好的耐高溫和耐腐蝕性能，主要用於汽車懸架、車架等零部件。
新技術在輕量化中的應用
-
▶ 激光拼焊（TWB）是一種將不同厚度、材料、沖壓性能、強度和 表面處理 首先焊接在一起，然後進行整體沖壓[6]。 1985 年，大眾汽車率先使用激光拼焊技術。 然後，1993年，北美也普及了這項技術。 中國在 1990 年代後期引進了激光拼焊技術。 目前，寶鋼是中國最大的激光焊接企業，也是亞洲最大的激光焊接企業。 擁有20多條激光焊接線，年可生產板坯超過20萬片。 市場佔有率超過70%。 激光拼焊技術已廣泛應用於車門內板、車身側框、地板和輪罩等車身部件。
-
▶ 對於高強度鋼板，隨著材料屈服強度和抗拉強度的增加，板料的回彈會變得劇烈，成形性能會顯著降低，零件的尺寸精度將難以保證，特別是對於強度超過1000MPa、形狀複雜的零件，一般沖壓工藝難以成型。 這時候就可以很好地利用高強度鋼的熱沖壓技術。 熱沖壓成型技術主要實現對 鈑金 通過熱處理和高溫成型相結合。 其工藝主要包括板材沖裁、加熱至奧氏體狀態、沖壓成型、冷卻淬火，最終獲得均勻馬氏體組織的高強度成型。 組件。 由於其強度高、無回彈、重量輕，模壓材料的應用範圍很廣，其中大部分是側裝AB柱、前後保險槓等加強件。
-
▶ 除上述成型技術外，廣泛採用液壓成型工藝、不等厚軋製工藝、複合注塑工藝等。 這些先進的成型工藝滿足新型輕質材料和結構的要求。 為實現輕量化道路開闢了廣闊的道路。
本文鏈接： 看看汽車輕量化挑戰中誕生的新汽車材料和工藝
轉載聲明：如無特殊說明，本站所有文章均為原創。 轉載請註明出處：https://www.cncmachiningptj.com/，謝謝！
PTJ® 提供全方位的定制精度 數控加工中國 服務。ISO 9001:2015 & AS-9100 認證。 3、4、5軸快速精度 數控加工 服務包括銑削、按客戶要求車削、能夠加工具有 +/-0.005 毫米公差的金屬和塑料加工零件。次要服務包括 CNC 和常規磨削、鑽孔、壓鑄，鈑金和沖壓。提供原型，完整的生產運行，技術支持和完整的檢查。服務於 汽車, 航天, 模具和夾具, LED 照明,醫生、自行車和消費者 電子產品 行業。 準時交貨。請告訴我們您的項目預算和預期交貨時間。 我們將與您一起制定戰略，提供最具性價比的服務，助您達成目標，歡迎聯繫我們（ sales@pintejin.com ) 直接用於您的新項目。
