汽车板用铝合金板材

1、汽车板用铝合金板材 由于燃油消耗和废气污染在日益加剧，必须努力使汽车轻量化。可热处理强化的6000系列合金可用于汽车车身板。在欧洲，常用含Cu低的AA6016合金，在北美，制造商更注重强度，用含Cu量高的AA6111合金（Si1.15,Mg0.75,Cu0.70,Mn0.27,Fe0.26,Zn0.16,Cr0.11,Ti0.15）。虽然强度低、成形性差，但已在Ford Crow Victoria,Crand Marques和Taurus/Sable等车型上应用。它在冲压成成型时强强度并不不高，但但在涂装装烘烤时时（低于于1800C，小于于30分分钟，不不能充分分强化，必必须开发发时效强强度快

2、的的合金，本本文研究究Mg和和Mn成成分对时时效速度度的影响响）获得得时效强强化。99.9%高纯铝铝、电解解铜、工工业纯镁镁、工业业纯锌、AAl-99.5%Si、AAl-99%Mnn、All-4%Cr、AAl-33%Tii中间合合金。540CC/166h均匀匀化退火火，4330加热温温度轧制制，4.5mmm厚板材材时4110C/1hh中间退退火，再再轧到11.2mmm厚薄薄板。5540C/0.5h水水淬（也也有说5550C保温11小时），室温停留0.5h，170C/0.5h时效，Mg和Mn含量增加，时效强度增大，但延伸率下降。增加Mg对淬火时效的晶粒度和形状影响不大，而增加Mn，晶粒明显细化并

3、阻碍再结晶。2009年年汽车产产销量已已达13300辆辆，汽车车保有量量70000万辆辆。乘用用车重量量每减少少10%，可节节油6%-8%，减排排4%。铝铝的密度度是钢的的1/33，铝代代钢可减减重300%-440%。220066年欧、美美、日等等国的轿轿车用铝铝量已达达1277kg/辆，欧欧洲铝协协（EAAA）预预测，在在20115年前前，欧洲洲轿车用用铝量将将增至3300 kg/辆辆，采用用铝材减减少的耗耗能是原原铝生产产耗能的的6-112倍。1、良好的的成形性性：为提提高铝材材的成形形性，希希望铝材材有较低低的屈强强比、较较高的加加工硬化化速率和和均匀延延伸率；2、有一一定的抗抗时效稳稳

4、定性（铝铝合金板板材在室室温下存存放时不不发生时时效的特特性，因因为时效效会使合合金在拉拉伸变形形时出现现屈服点点伸长，即即吕德丝丝（luuderrs）带带，从而而在冲压压时造成成表面变变形不均均和起皱皱，影响响冲压件件的外观观，要求求6个月月不发生生时效），有良好的烘烤硬化性（汽车冲压件在冲压后经油漆烘烤处理后也会产生时效，从而使其屈服强度上升的特性）；3、高的烘烤硬化特性会赋予零件高的抗凹痕性，目前大部分汽车企业的油漆烘烤工艺是针对钢板设计的，而铝合金的烘烤硬化性和钢的明显不同，因此希望铝合金板的烘烤硬化特性最好和钢板的油漆工艺兼容；4、高的抗凹痕性（板材和构件抵抗外力作用而不发生凹陷或永

5、久变形的能力），材料的抗凹痕性与其流变应力有关，也与材料厚度有关，作为零部件的抗凹痕性还与零件的刚度和结构有关；5、良好的翻边延性（汽车外覆盖件在冲压翻边时，板材抵抗开裂的特性），它与板材总伸长率有关，也与材料的内部组织有关；6、较好的表面光鲜性，铝合金板材和钢板不同，其晶粒度远大于钢的，如果晶粒度不均匀则会导致冲压件的表面沿轧制方向出现象绳索圈（Roping）样的变形不均匀，这种表面缺陷又叫罗平线（Roping line）,导致油漆后表面光鲜不一致，这种缺陷也与变形各向异性有关，另一种表面缺陷是在表面形成桔皮状的起皱和不平，这与组织均匀性有关；7、表面处理和涂装性能：钢铁材料在油漆之前，其表

6、面要进行酸洗磷化处理，以改善冲压件表面与油漆的结合力，提高其耐蚀性，而铝合金表面有一层结合紧密的氧化膜，油漆前的表面处理方法就与钢铁材料不同，要采用铬化处理，考虑到六价铬对人体的毒性，近年来采用了无铬或低铬处理技术，其中典型的方法是Arodine方法，并已有成熟的生产线，另一种方法是在含氟离子的特殊磷化液中进行表面处理。以上7种性性能相互互关联又又相互矛矛盾，必必须合理理匹配。满满足汽车车冲压件件的性能能要求是是铝合金金板材研研发的主主要目标标。主要要是两类类合金：50000、660000系列。5000、660000系列典典型铝合合金汽车车板材的的主要成成分（质质量分数数）合金牌号合金元素Si

7、FeCuMnMg60161.0-11.50.5000.2000.2000.25-0.66060220.8-11.50.05-0.2200.01-0.1100.02-0.1100.45-0.77061110.7-11.10.4000.50-0.9900.15-0.4450.50-1.0050220.2550.4000.20-0.5500.1003.50-4.9950230.2550.4000.20-0.5500.1005.0-66.251820.2000.3550.1000.20-0.5504.5-55.06022比比60116、661111有更好好的成形形性和耐耐蚀性，已已用于PPlymmou

8、tth pprowwlerr等车身身板。采采用AllSi220、AAlMnn10、AAlCrr5、AAlCuu50中中间合金金做的实实验。有有MgSSi（相）、初初生Sii、AllFeSSi、AAl(ZZnMgg)Sii相。铝合金汽汽车板性性能及其其应用的的研究进进展、铝铝合金汽汽车板性性能及其其应用马鸣图等维普网（ HYPERLINK mailto:jjjiaangyyuannjunn1663.ccom jjjianngyuuanjjun1633.coom,用用户名中中填写“ HYPERLINK mailto:m jjjianngyuuanjjun1633.coom”）和知知网已充充值( H

9、YPERLINK mailto:jjianngyuuanjjun1633.coom jiaangyyuannjunn1663.ccom，用用户名中中填写“jiaangyyuannjunn”)5000、660000系列典典型铝合合金汽车车板材的的主要性性能合金牌号状态E/MPaa泊松比密度，kgg/m屈服强度抗拉强度伸长率备注6111TPd6900000.32.8910146.00290.0025.0纵向6022TPd6900000.32.8610122.00238.0030.0纵向5182O6900000.32.8410123.00276.0025.6纵向5023O6900000.32.851

10、0124.00280.0032.0纵向轻质材料铝铝合金在在汽车上上的应用用及前景景邓闻辉（江西现代代职业技技术学院院 江西西 南昌昌 33300112）摘 要：现现代汽车车材料除除了满足足强度和和使用寿寿命要求求以外，还还应满足足性能、外外观、安安全、价价格、环环保、节节能等方方面的需需求。节节省资源源和减少少对环境境的污染染是其迫迫切需要要解决的的两大问问题。要要使汽车车更省油油，一个个主要的的措施就就是减轻轻汽车自自身的质质量，广广泛和更更多地使使用轻质质材料。铝铝合金具具有密度度小（22.7gg/ ）、比比强度高高、耐腐腐蚀、热热稳定性性好、易易成形、可可再回收收等优点点，技术术成熟，是

11、是汽车工工业的理理想金属属材料，本本文介绍绍了铝合合金轻金金属材料料在汽车车上的应应用和发发展前景景。关键词：铝铝合金 汽车轻轻量化 金属材材料现代汽车正正朝着轻轻量化、高高速、安安全舒适适、低成成本、低低排放与与节能的的发展方方向。铝铝具有密密度小、质质量轻、成成形加工工性好、可可以重复复回收利利用、节节能环保保等优点点，加上上可以延延长汽车车的寿命命，这对对汽车的的轻量化化。提高高汽车行行驶性能能和安全全舒适性性能、降降低燃油油的消耗耗、减少少排放和和减轻对对环境的的污染有有显著的的作用。此此外，铝铝合金零零件可以以平衡前前、后轴轴的质量量。逐渐渐受到人人们的重重视。因因此，铝铝合金被被公

12、认为为是未来来汽车的的理想材材料之一一。具预预测，轿轿车曲轴轴在今后后10-15年年内，将将主要使使用铝合合金制造造。以下下论述铝铝合金的的特点，在在现代汽汽车和汽汽车零件件上的应应用和发发展趋势势。1.铝合金金得到广广泛应用用的原因因是由其其特点所所决定的的1.1、铝铝的特点点（1） 密密度小，仅仅为2.7g/cm为为钢的11/3。奥奥迪公司司采用的的铝材料料制造的的A8型型汽车车车架，比比钢的质质量降低低了355%。导电，导热热性能好好。（2） 铝铝由于表表面易氧氧化形成成致密而而稳定的的AL22O3的的氧化膜膜，所以以耐腐蚀蚀性好。（3） 铝铝有较好好的铸造造性，由由于铝的的熔化温温度低

13、，流流动性好好，易与与制造各各种复杂杂形状的的零 件件。 1.2、铝铝合金的的特点（1） 向向铝中加加入某种种或某种种元素后后即构成成铝合金金。铝合合金对于于纯铝可可以提高高强度、硬硬度、除除固熔强强化外，有有些铝合合金还可可以热处处理强化化，使有有些铝合合金的抗抗拉强度度可超过过6000Mpaa,与低低碳钢相相当（强强度与密密度之比比）则胜胜过某些些合金钢钢。（2） 按按 铝 合金的的成分、加加工特点点和性能能，铝合合金分为为形变铝铝合金和和铸造铝铝合金两两大类，其其中形变变铝合金金又分为为防锈铝铝、硬铝铝、超硬硬铝、锻锻铝四类类。2铝合金金在现代代汽车上上的应用用2.1、铝铝在现代代汽车上

14、上的应用用表1 铝合合金在汽汽车上的的应用历历程时间国家及地区区车型用途1986年年（最早早）印度汽车曲轴箱20世纪初初欧美福特T型车车铝制车身20世纪220-330年代代欧洲法拉利3660等赛赛车铝制车身20世纪330年代代起欧美汽车车轮悬架和和其他部部件1941年年-19954年年欧美汽车每辆车平均均用铝112磅1971年年欧美汽车每辆车平均均用铝777磅2001年年欧美汽车每辆车平均均用铝2250磅磅2002年年（预计计）欧美汽车每辆车平均均用铝2268磅磅铝具有比强强度高、耐耐腐蚀优优良性能能、适合合多种成成型方法法、较易易再生利利用等优优点.是是汽车工工业应用用较多的的金属材材料.特

15、特别是能能源、环环境、安安全等方方面的原原因使对对汽车轻轻量化的的要求越越来越迫迫切.使使用轻量量化材料料是实现现汽车轻轻量化的的重要途途径，而而铝是应应用得比比较成熟熟的轻量量化材料料，近220年来来，铝在在汽车上上的用量量和在汽汽车材料料构成比比中所占占份额都都有明显显的增加加.由铝铝合金制制造的零零件已经经遍及汽汽车的发发动机、底底盘、车车身等各各个部分分，甚至至在国外外已有全全铝汽车车面世铝铝是轻量量化首选选材料，在在高张力力钢板、铝铝、塑料料与一种种称为RR +ii B的的轻量化化材料中中，铝起起了特别别重要的的作用.用于汽汽车上的的铝合金金大体上上可分为为铸造铝铝合金、变变形铝合合

16、金和铝铝基复合合材料.铸造铝铝合金在在汽车上上主要用用于发动动机、传传动机构构、转向向系统、制制动器、行行走系及及各种附附件.在在汽车工工业发达达国家，汽汽车用铝铝铸件占占到各类类铝铸件件产量的的大半.例如日日本，铝铝铸件的的76%.压铸铸件的777%为为汽车铸铸件.在在美国和和欧洲，保保险杠、油油箱也将将钢板改改用为铝铝合金，保保险杠用用的新铝铝合金也也多次被被开发，因因此.未未来汽车车的材料料构成比比例中，欧欧美地区区的铝将将成为主主要材料料，如在在德国的的试验车车中，铝铝合金使使用率已已达到全全体材料料的300%. 铝的导导热性好好，是制制作制冷冷设备、散散热器、热热交换器器的好材材料.

17、活活塞使用用铝是轻轻量化效效果最好好的例子子.以可用铝铸铸造或压压铸成型型的活塞塞、气缸缸盖、气气缸体等等零件. 与铸铸铁比，铝铝的导热热性能约约高三倍倍，因而而最适于于必须要要散热的的热交换换器零件件上.这这也是铝铝括塞所所要求的的特征由由于铝的的熔化温温度低、流流动性好好，故易易制造复复杂形状状的零件件. 根根据表面面处理及及使用条条件，可可直接作作为轴承承面使用用，也可可用于气气缸体. 电器器和无线线电工业业根据铝铝的导电电性好这这一特 性，广广泛地用用银制造造电线雄雄il、电电容器、整整流器、器器配件、无无线电器器材等.此外，铝铝线比较较容易冷冷却能相相对地支支持更大大的电流流，更具具

18、有经济济性机械械制造业业广泛用用铝和铝铝合金制制造车轮轮、轮、离离心机、通通风机、起起重机及及泵的零零部件，活活塞发动动机气缸缸等.这这是因为为铝及其其合金不不但密度度轻而且且能达到到要求的的强度，从从而能降降低在运运转中的的量消耗耗或者在在使用相相同能量量的条件件下大大大地提运运转速度度，同时时也有可可能延长长机件的的使用寿寿命. 个机器器和机械械的质量量和尺寸寸减小后后I ffig使使其适于于产、运运输、安安装和操操作.铝铝和铝合合金已成成为制造造机、汽汽车、船船舶、拖拖拉机、机机动车辆辆等不可可缺少的的料.在在日本，铝铝铸件、压压铸件占占汽车全全部铝用用量900%以上上，而在在美国，轧轧

19、制铝的的用量比比例很大大，约440%以以上，此此外还有有锻造铝铝及其合合金.铝铝用量的的加主要要是气缸缸体、散散热器、车车轮、保保险杠、车车身外等等零件铝铝化倾向向增强所所致.2.2、铝铝基复合合材料在在现代汽汽车上的的应用金属基复合合材料(MM口口是加世世纪由年年代诞出出铝基复复合材料料活塞其性能能和寿命命超过了了传统的的铸铁环环槽镶块块.后对对增强材材料作了了改进，使使成本降降低、性性能进一一步改善善.复合合材料活活塞已大大批量生生产和使使用. “生的的一种材材料，它它是在连连续的金金属基体体上分布布着其他他种金属属或陶瓷瓷等增强强体的一一种物质质.这种种材料，综综合了基基体金属属和增强强

20、体的性性能，因因而具有有单一材材料难以以达到的的优良性性能.铝铝基复合合材料质质量轻，比比强度和和比模量量高、抗抗热疲劳劳性能好好、耐磨磨性好，是是金属基基复合材材料中应应用最为为户泛的的一种.用于铝铝基复合合材料的的增强体体有连续续纤维、短短纤维、晶晶须、颗颗粒等多多种. 针对不不同的增增强材料料和木同同的应用用场合，开开发了多多种制备备铝基复复合材料料的方法法.日本本本田汽汽车公司司开发成成功了不不锈钢丝丝增强的的铝基复复合材料料连杆，这这种材料料的比强强度和比比模量是是基体铝铝合金的的两倍，而而这种连连杆比钢钢制连杆杆减轻质质量300%，对对1.22L的汽汽油机来来说，改改善了燃燃油经济

21、济性5%.同时时还成功功地把铝铝基复合合材料应应用到了了发动机机活塞环环槽.先先把增强强体硅酸酸铝纤维维和氧化化铝纤维维做成环环状物置置于铸模模内，然然后浇注注铝合金金并用挤挤压铸造造的方法法制造2.3、粉粉末冶金金铝合金金粉末冶金铝铝合金产产品目前前只在日日本有少少量应用用，但欧欧洲的汽汽车公司司已对此此表现出出浓厚兴兴趣.其其使用部部位主要要有汽车车空调电电动机转转子、发发动机活活塞、气气缸衬套套、进气气门及气气门座等等.使用用粉末冶冶金铝大大铝合金金在汽车车上的使使用范命命参产品品，可进进少步艺艺围，从从而进一一步降低低董童似似连杆为为例，目目前汽车车发动机机连杆使使用的材材料中碳碳钢和

22、合合金钢，其其强度在在由一一IOOOOMPP之间间，现已已研制出出的粉末末冶金铝铝合金一一般强度度可达7700一一9000MP，因因此铝合合金的比比强度是是中碳钢钢的3倍倍，其重重量只有有原重量量的1/302.4、 铸造铝铝合金铸造铝合金金具有优优良的铸铸造性能能，铸造造方法也也很多，可可根据使使用目的的、零件件形状、尺尺寸精度度、数量量、质量量标准、机机械性能能等各方方面的要要求和经经济效益益，选择择最适宜宜合金和和铸造方方法，尤尤其是采采用压铸铸法生产产的铝合合金零件件，成品品率高，能能减少壁壁厚和后后续加工工量，表表面质量量好、尺尺寸精度度高，很很适于大大批量生生产。因因此铸造造铝合金金

23、在汽车车上的使使用量最最多，占占80%以上。铸铸造铝合合金主要要用于制制造离合合器壳体体、变速速箱壳体体、后桥桥壳、转转向器壳壳体、摇摇臂盖、正正时齿轮轮壳体等等壳体类类零件，发发动机部部件，以以及保险险杠、车车轮、发发动机框框架、转转向节液液压泵体体、制动动钳、油油缸及制制动盘等等非发动动机结构构件。且且今后有有进一步步扩大应应用的趋趋势。发发动机部部件用铝铝制造轻轻量化效效果最为为明显，一一般可减减重300%以上上。日产产公司在在新型的的Maxxi- ma上上使用了了新型的的VQ系系列V66铸铝缸缸体发动动机和铝铝气门挺挺杆，由由于采用用高压模模铸工艺艺，可改改善浇注注，增加加强度，使使缸

24、体明明显减薄薄，与原原V6缸缸体相比比，减重重达500%以上上。2.5、 形变铝铝合金美国汽车工工业中形形变铝材材(铝板板材和挤挤压件等等)占较较大比例例，达336.33%o。形形变铝合合金在汽汽车上主主要用于于制造保保险杠、发发动机罩罩、车门门行李厢厢及车身身板、车车轮的轮轮辐、轮轮毅罩、车车轮外饰饰罩、制制动器总总成的保保护罩、消消声罩、防防抱制动动系统、热热交换器器、车身身构架、座座位、车车箱底板板等结构构件以及及仪表板板等装饰饰件。形形变铝车车轮的轮轮辆、轮轮辐在成成形加工工时会产产生加工工硬化，强强度增加加，故形形变材与与铸件相相比强度度、韧性性都大为为优越。2.6、 锻造铝铝合金锻

25、造件由于于价格昂昂贵，只只在欧美美轿车上上有少量量使用，且且多用于于形状复复杂、厚厚薄不均均匀的托托架、货车的的车轮和和前轴等等重要零零件，其其用量仅仅占所有有汽车铝铝材总量量的1.3%左左右。但但由于锻锻造铝合合金具有有比强度度(强度度/重量量)高，可可与合金金钢相媲媲美，热热锻时不不氧化、表表面光洁洁、机械械加工余余量小、无无加工缺缺陷等优优点，在在汽车上上的应用用正在逐逐渐扩大大。实验验证明，锻锻铝合金金产品在在受到碰碰撞后所所吸收的的能量要要比铸铝铝高出550%左左右，因因此它们们在安全全部位的的使用前前景十分分广阔。据据欧洲生生产企业业估计，在在未来的的10-155年里该该技术产产品

26、在汽汽车领域域的应用用范围将将有明显显的扩大大。铝锻件一般般选用高高强度热热处理合合金，如如: 660611,60051，有有相当于于碳钢的的强度，一一般用于于大型载载货汽车车、轿车车的轮辆辆或各种种托架;20114兼有有良好 的锻造造性较高高的机械械性能和和优良的的耐蚀性性，一般般用于赛赛车的车车杆和载载货车的的轮毅;70775是强强度最高高的铝合合金，但但锻造性性稍差，有有应力腐腐蚀开裂裂倾向，若若在设计计时就预预先考虑虑锻造性性，并采采取特殊殊调质处处理消除除应力腐腐蚀开裂裂，它将将是最理理想的汽汽车轻量量化材料料，可用用于重型型载货车车的主轴轴等大型型零件上上。2.7、快快速凝固固铝合

27、金金为适应汽车车铝合金金高性能能的要求求，目前前已开发发出了快快速凝固固铝合金金(PMM合金)。这种种合金与与用熔铸铸法生产产的铝合合金(IIM合金金)比，具具有金属属组织晶晶粒细，合合金元素素能过饱饱和固溶溶，能减减少宏观观偏织晶晶粒细，合合金元素素能过饱饱和固溶溶，能减减少宏观观偏金来来提高性性能的优优点。2.8、超超塑铝合合金超塑铝合金金在一定定加工条条件下，可可产生异异常大的的延伸变变形，如如Al-78ZZn在2250时延伸伸率可达达15000 00 o ; 220044 ( T6)在 447011C时延延伸率可可达16600%。利用用这一超超塑性，形形状复杂杂的零件件可一次次冲压成成

28、型。2.9、纤纤维增强强型铝合合金纤维增强型型铝合金金具有较较高强度度、弹性性模量、纤纤维增强强型铝合合金具有有较高强强度、弹弹性模量量、耐热热性和耐耐磨性等等，各种种纤维增增强型铝铝合金的的高温抗抗拉强度度与传统统材料(未复合合)相比比，其提提高幅度度从低到到高，范范围很宽宽。更为为重要的的是其强强度、刚刚度从低低到高，范范围很宽宽。更为为重要的的是其强强度、刚刚此材料料已成功功用于发发动机活活塞环、连连杆和气气缸套此材料已成成功用于于发动机机活塞环环、连杆杆和气缸缸套增强强的铝基基复合材材料，用用于取代代铸铁缸缸套，不不仅达到到减重目目的，而而且能够够减小气气缸变形形，提高高气缸和和活塞的

29、的耐磨性性，这种种缸体在在汽油机机缸体上上已大量量使用。温抗拉强度度与传统统材料(未复合合)相比比，其提提高幅度度从低到到高，范范围很宽宽。更为为重要的的是其强强度、刚刚性和热热涨系数数等可以以随意变变化，而而且能够够预测。此此材料已已成功用用于发动动机活塞塞环、连连杆和气气缸套等等重要零零件。如如日本本本田公司司开发的的连续铝铝纤维增增强的铝铝基复合合材料，用用于取代代铸铁缸缸套，不不仅达到到减重目目的，而而且能够够减小气气缸变形形，提高高气缸和和活塞的的耐磨性性，这种种缸体在在汽油机机缸体上上已大量量使用。2.10、 泡沫铝铝材泡沫铝材是是一种新新型的功功能材料料与结构构材料，早早在400

30、年代后后期，人人们就对对泡沫金金属材料料有所研研究，但但由于发发泡工艺艺与泡的的尺寸很很难控制制，一直直未得到到发展，直直至800年代中中期以后后才取得得长足进进展。目目前，日日本在研研究、生生产与应应用泡沫沫铝材及及其他金金属泡沫沫方面已已居于世世界领先先地位。泡泡沫铝材材具有一一系列的的优良性性能:密密度小，常常用材料料的密度度为1880-4480kkg/mm3，约约为铝密密度的11八0,钦密度度度为1180-4800kg/m3，约约为铝密密度的11八0,钦密度度的吸收收冲击能能的能力力;耐高高温，防防火性能能强，是是一种不不可燃的的材料，同同时，在在受热状状态下不不会释放放有毒的的气体;

31、抗腐蚀蚀，耐热热性强;消声性性能好，热热导率低低，电磁磁屏蔽性性高，电电阻大，有有过滤能能力与手手细管材材被认为为是一种种大有前前途的未未来汽车车与其他他交通运运输工具具的良好好材料泡泡沫铝材材在汽车车制造中中的应用用多为三三明治式式的三夹夹板，即即:其芯芯层为泡泡沫铝或或泡沫铝铝合金，上上下层为为铝板或或其他金金属薄板板。德国国卡曼汽汽车公司司用三明明冶式复复合泡沫沫铝材制制造的吉吉雅轻便便轿车(Ghiiarooadssterr)的顶顶盖板的的刚度，是是原来钢钢构件的的7倍左左右，而而其质量量却比钢钢件轻225肠。此此外，还还有更高高的吸收收冲击能能与声能能的效果果。用三三明冶式式泡3、 铝

32、在在汽车零零件上的的应用实实例3.1、铝铝汽缸体体、汽缸缸盖在现代车用用水冷发发动机或或空冷发发动机上上可见，铝铝气缸体体有全铝铝型和缸缸孔中堆堆人铸铁铁缸套型型为降降低成本本和更进进一步轻轻量化，提提倡来用用全铝型型，对此此并发耐耐活塞环环滑动，耐耐磨性优优良的铝铝合金是是十分必必要的.美国GGM公司司采用全全铝缸套套，法国国车的铝铝气缸盖盖已达1100%，铝气气红体己己达455%.美美国福特特公司NNGT货货车发动动机气缸缸盖、ZZetaa4缸机机、MoodullarVV6/ V8机机、克莱莱斯勒公公司新VV6发动动机缸体体和缸盖盖都使用用铝合金金材料.克莱斯斯勒公司司Jeeep(吉吉普)

33、5缸机机3.88LV66和道奇奇货车发发动机改改用铝合合金缸盖盖，日本本的日产产汽车公公司(NNisssan)在Maaximma麦克克西马)车上使使用了新新型的VVQ系列列V6发发动机，其其特点是是在制造造这种发发动机的的铸铝缸缸体时，使使用了高高压模式式工艺(HPDDC).这种工工艺可改改善浇注注、增加加强度，尤尤其适于于薄壁气气缸，该该缸体比比原来的的缸体轻轻50%以上. 此外外，在动动力系统统中使用用铝材的的零部件件还在扩扩大在日日本和欧欧洲的发发动机中中使用铸铸铝油底底壳，可可改善刚刚性结梅梅、降低低NVHH.日产产公司一一VQ和和丰田公公司的LLexuus(凌凌志)IIMZ-FEVV

34、6发动动机均使使用了铸铸铝油底底壳.通通用公司司也在55. 77LCoorveetteeV8发发动机上上使用这这种油底底壳.此此外，日日产公司司VQ气气缸还采采用了铝铝气门挺挺杆.由由于铝的的再生效效果显著著，本由由公司在在美国的的制造厂厂还将回回收铝用用于发动动机零件件的制造造上.3.2 、铝散散热器汽车的冷气气设备(冷凝器器、蒸发发器)、机机油冷却却器、散散热器、暖暖风设备备等热交交换器中中的冷凝凝器、蒸蒸发器、空空冷式机机油冷却却器几乎乎1000%的用用铝制造造.铝散散热器的的难点是是耐久性性利散热热能力.耐久性性主要是是因腐蚀蚀而漏水水的问题题.其原原因是冷冷却液引引起的内内部腐蚀蚀和

35、盐类类引起的的外部腐腐蚀.向向冷却水水中添加加防锈荆荆可防止止内部腐腐蚀;对对于盐类类引起的的外部腐腐蚀可采采用表面面处理和和耐蚀合合金来防防止.3.3、 铝合金金车轮车轮是重要要的保安安件，对对其安全全性要求求很高轿轿车采用用各种式式样的铝铝合金车车轮已相相当普遍遍.车轮轮轮辆用用铝合金金，要求求较高的的强度(疲劳强强度、闪闪光焊焊焊接性、滚滚轧成型型性等);铸造造用铝合合金则要要求有良良好的铸铸造性和和足够的的强度.铝车轮轮的特点点:质量量轻由于于散热性性好，防防止了轮轮胎的过过热;尺尺寸精度度高，减减少了纵纵向和横横向的振振动. 车轮是是刚性部部件，在在中心支支撑轮胎胎，应具具有较高高的

36、强度度与刚度度.车轮轮与汽车车的多种种性能密密切相关关，整车车的安全全性和可可靠性很很大程度度上取决决于所用用车轮及及所装轮轮胎的性性能和使使用寿命命.因此此要求车车轮具有有足够的的负载能能力和速速度能力力;良好好的附着着性和缓缓冲特性性;耐磨磨耐老化化和良好好的气密密性;良良好的均均匀性和和质量平平衡;较较小的滚滚动阻力力和行驶驶噪声:精美的的外观和和装饰性性，质量量小.价价格低，拆拆装方便便，互换换性好.铝合金金车轮与与钢制车车轮相比比，能更更好地满满足以上上要求. 车轮轮与轮胎胎配合使使用，因因而其具具有高度度标准 化、系系列化、通通用化的的特点.就车轮轮的分类类而言，按按结构可可分为1

37、1件式、22件式和和多件式式;按材材质可分分为轻合合金车轮轮、钢制制车轮和和非金属属车轮;按制造造方式可可分为铸铸造车轮轮、滚型型车轮和和型钢车车轮;按按轮辐状状态可分分为深槽槽轮惘车车轮、半半深槽轮轮辆车轮轮、1550深槽槽轮辆车车轮等;按轮辐辐结构形形式可分分为辐板板式、辐辐条式等等.从119644年美国国开始使使用铝合合金车轮轮以来铝铝合金车车轮以其其质量轻轻、平衡衡度好、造造型美观观(形式式变化多多样)、较较好的强强度、节节约燃料料等优点点，正逐逐步取代代钢制车车轮.我我国从220世纪纪80年年代开始始生产推推广使用用并出口口铝车轮轮.3.4 、铝铝保险杠杠保险杠作为为吸收冲冲撞能量量

38、的缓冲冲体己普普遍安装装在轿车车上.但但由此却却增加了了车的质质量.为为此，铝铝保险杠杠、塑料料保险杠杠同时出出现以达达轻量化化的目的的.目前前，塑料料保险杠杠是主流流，铝只只作为增增强材料料而使用用3.5、 铝车身身外板轧制铝用于于车身外外板使汽汽车的铝铝化进人人新的阶阶段.美美国已在在车身外外板的许许多零件件上采用用铝制造造.但车车身外板板与其他他部位的的条件有有很大差差异，除除造.但但车身外外板与其其他部位位的条件件有很大大差异，除除要求力力学强度度和功能能外，表表观质量量及手感感也是要要求很高高的.从从这一角角度出发发，涂装装和表面面质量间间题就显显得很突突出.因因此日本本用得很很少，

39、除除成本原原因外，还还有几方方面的顾顾虑:伸伸长率不不如钢好好，弹性性系数只只有钢板板的 11/3，回回弹大.因此，冲冲压成型型性比钢钢板低，焊焊接性不不如钢好好.与钢钢板比，电电导率高高、熔点点低、极极易生成成氧化膜膜，特别别是与钢钢的焊接接更难.由于铝铝的涂装装性与钢钢板不同同，铝板板与钢板板之间易易出现涂涂装不匀匀现象.此外由由于柔软软，易生生成细小小的伤痕痕，不但但有拉伸伸滑移线线、折皱皱、裂纹纹等加工工缺陷，使使用时的的凹陷(由撞击击引起的的凹痕)也不可可避免.3.6、 底盘零零件就减轻汽车车质量而而言，没没有比底底盘系统统更具潜潜力、更更容易做做到的了了.在悬悬挂系统统中目前前取代

40、钢钢铁材料料的首选选材料是是铝.通通用公司司在凯迪迪莱克和和克尔维维特车的的悬挂系系统使用用了铝合合金部件件，还加加大子悬悬挂系统统转向节节的制造造中以铝铝替代铸铸铁的规规模.福福特公司司使用了了铝合金金的制动动盘.该该制动盘盘质量仅仅为2.幻峪，为为原铸恢恢盘的11/3,尽管费费用较高高，寿命命却是铸铸铁盘的的3:倍倍，克莱莱斯勒公公司的FFIeoodUtte车底底盘由于于使用了了大量的的铝合金金部件，质质量减轻轻了许多多，如转转向机万万向节质质量降低低3kgg，下控控制臂降降低2. 6kkg，转转向机壳壳降低11.366喃，转转向轴降降低1.9掩，后后制动鼓鼓降低33.6吨吨，前制制动踏板

41、板架降低低0.88峪.4、用铝合合金材料料实现汽汽车轻量量化是未未来汽车车发展的的趋势节能、环保保、安全全、舒适适、智能能和网络络是汽车车技术发发展的趋趋势，尤尤其是节节能和环环保更是是关系到到人类可可持续发发展的重重大问题题。因此此，降低低燃油消消耗、减减少向大大气排出出CO22和有害害气体及及颗粒已已成为汽汽车界主主要的研研究课题题。减少少汽车自自身质量量（汽车车轻量化化）是汽汽车降低低燃油消消耗及减减少排放放的最有有效措施施之一。汽汽车轻量量化的途途径有两两种：一一是优化化汽车框框架结构构；另一一个是在在车身制制造上采采用轻质质材料。而而目前常常用的轻轻质材料料为铝合合金。铝是应用较较早

42、且技技术日趋趋成熟的的轻量化化材料，它它在汽车车上的用用量呈持持续增长长的趋势势。根据据世界铝铝协统计计，在119911-19999年年间，铝铝在汽车车上的应应用翻了了一番。220022年在北北美平均均每一辆辆车的用用铝量已已打1224kgg.。汽汽车上的的零件以以铝为主主，如缸缸体、缸缸盖、变变速器壳壳体、汽汽缸盖罩罩等，它它们大约约占去了了汽车用用铝的880%。在在轻量化化的推动动下，铝铝合金材材料起应应用技术术发展很很快，在在近年来来出现的的全铝车车身以铝铝密集型型汽车（如如福特PP20000）中中，铝的的比例更更高达337%铝的应用正正朝着车车身零件件及结构构件的方方向发展展，如应应用

43、日益益广泛的的铝合金金车厢盖盖、发动动机罩、提提升式后后车门、前前端翼子子板、发发动机支支架及全全铝车身身骨架等等。未来来铝在汽汽车中的的应用范范围将进进一步扩扩大，并并将呈现现铸件、型型材、板板材并举举的局面面。在不不久的将将来，铝铝将会成成为仅次次与钢的的第二大大汽车材材料。从从铝的发发展势头头来看，这这中种说说话很有有道理。目前，世界界交通运运输业用用铝为铝铝产量的的26%，而我我国仅为为5.77%。随随着我国国经济的的发展和和人民生生活水平平的提高高，对交交通工具具的需求求越来越越多，因因此，铝铝合金材材料在我我国交通通运输业业上的发发展空间间还很大大。 现代代轿车发发动机活活塞几乎乎

44、都用铸铸铝合金金，这是是因为活活塞作为为主要的的往复运运动件要要靠减重重来减小小惯性，减减轻曲轴轴配重，提提高效率率，并需需要材料料有良好好的导热热性，较较小的热热膨胀系系数，以以及在3350左右有有较好的的力学性性能，而而铸铝合合金能符符合这些些要求。同同时由于于活塞、连连杆采用用了铸铝铝合金件件，减轻轻了质量量，从而而减少发发动机的的振动，降降低了噪噪声，使使发动机机的油耗耗下降，这这也符合合汽车的的发展趋趋势。 汽汽车车身身约占汽汽车曾质质量的贺贺30%，对汽汽车本身身来说，约约70%的油耗耗是用在在车身质质量上的的，所以以汽车车车身铝化化对提高高整车燃燃料经济济性至关关重要。奥奥迪汽车

45、车公司最最早于119800年在AAudii80和和Auddi1000上采采用了铝铝合金车车门，然然后不断断扩大应应用。119944年奥迪迪公司斥斥资8000万欧欧元建立立的铝材材中心（119944年220022年），两两年前被被更名为为“奥迪迪铝材及及轻重化化设汁中中心”。 19994年开开发第一一代Auudi A8全全铝空间间框架结结构（AASF），AASF车车身超过过了现代代轿车钢钢板车身身的强度度和安全全水平。但但汽车自自身质量量减轻了了大约440%。随随后于119999年诞生生的Auudi A2，成成为首批批采用该该技术的的批量生生产轿车车。20002年年，奥迪迪铝材及及轻量化化设计中

46、中心又实实现了第第二代AAudii A88的诞生生。 在此此期间，美美国铝业业公司开开发了全全新的汽汽车生产产技术。如如今，铝铝制车身身制造的的自动化化操作程程度已达达80%，赶上上了传统统钢制车车身生产产的自动动化水平平。奥迪迪公司与与美国铝铝业公司司一直保保持着良良好的合合作关系系，双方方合作的的目标是是共同开开发一款款全新的的可以批批量生产产的全铝铝车身汽汽车。 美美国铝业业公司为为全球汽汽车制造造商提供供品种繁繁多、性性能优异异的汽车车部件和和总成，包包括车身身覆盖件件的铝板板、压铸铸轮毂、配配电系统统、底盘盘和悬架架部件，以以及保险险杆、发发动机支支架、传传动轴、车车顶系统统等总成成

47、；包括括Auddi AA8的第第二代AASF框框架结构构、宝马马5和77系列的的铝制悬悬架、日日产Alltimma的发发动机罩罩和轮毂毂、法拉拉利6112 Scaagliiettti的全全铝车体体结构，以以及捷豹豹XJ采采用的真真空压铸铸技术。美美铝公司司的产品品和解决决方案使使这些车车型向着着更轻量量化、更更技术化化的方向向发展。 目目前，制制约铝合合金在汽汽车上大大量应用用的主要要原因之之一是其其价格比比钢材的的高，为为了促进进铝合金金在汽车车上的大大量应用用，必须须降低材材料成本本。除开开发低成成本的铝铝合金和和先进的的铝合金金成形工工艺外，回回收再生生技术可可进一步步降低铝铝合金的的生

48、产成成本。扩扩大铝合合金应用用的另一一个研究究方向是是开发新新的各种种连接技技术，今今后发展展的多材材料结构构轿车要要求连接接两种不不同类型型的材料料（如铸铸铁- 铝、钢钢- 铝铝、铝- 镁等等），对对这些连连接技术术以及对对材料和和零件防防腐蚀的的表面处处理技术术，是今今后扩大大铝合金金在汽车车上应用用的重要要课题。 汽汽车广泛泛应用的的铝制轮轮毂是铝铝合金在在汽车上上应用的的一个例例子，铝铝合金轮轮毂的优优点是： （l）省省油。平平均每个个铝合金金轮毂比比相同尺尺寸钢轮轮毂轻22 kgg，一台台轿车用用5个便便节省ll0kgg质量。根根据日本本试验，55座位轿轿车质量量每减轻轻l kkg，

49、年约节节省200L汽油油，而美美国汽车车工程师师学会发发表的研研究报告告指出，铝铝合金轮轮毂价格格虽然比比一般钢钢轮毂的的高，但但每辆汽汽车行走走2万kkm，所所节省的的燃料费费便足够够抵回其其增加的的成本。 （22）增加加发动机机寿命。根根据发动动机负荷荷与功率率曲线图图，当负负荷增大大至某一一程度后后，其功功率反呈呈降低趋趋势，此此边际表表示此时时每一单单位负荷荷发动机机将特别别耗油。发发动机负负荷减轻轻自然然减少故故障，延延长寿命命。 （33）散热热好。铝铝合金的的传导系系数为钢钢的3倍倍，散热热效果好好，长途途高速行行驶时也也能使轮轮胎保持持在适当当的温度度，使刹刹车鼓及及轮胎不不易老

50、化化，增加加寿命，降降低爆胎胎的机会会。 （44）真圆圆度好。真真圆度精精度高达达0.005mmm，运转转平衡性性能好，有有利于消消除一般般车身超超长时方方向盘抖抖动现象象。 （55）坚固固耐用。铝铝合金轮轮毂之耐耐冲击力力、抗张张力及耐耐热能力力较钢轮轮的好。 （66）美观观。一般般钢轮毂毂因生产产工艺所所限，形形式单调调呆板。铝铝合金轮轮毂则有有各式各各样的设设计，加加上光泽泽、颜色色效果好好，从而而提高了了汽车的的价值与与美观。 综综上所述述，铝合合金在汽汽车行业业上的应应用前景景是很好好的，但但是碳纤纤维增强强复合材材料以其其优异的的性能逐逐渐在航航空工业业上得到到应用，因因此铝合合金

51、材料料在很多多工业部部门的应应用也将将受到其其他新型型材料严严峻的挑挑战，必必须不断断开发新新的铝合合金品种种，新的的加工工工艺，更更加提高高材料的的性能，迎迎接新的的挑战。5、发展汽汽车材料料轻量化化要注意意的问题题 5.1、.汽车材材料的轻轻量化要要科学、严严谨，提提高安全全意识 对汽车车材料的的轻量化化不能盲盲目进行行，只有有在保证证汽车整整体性能能不受影影响的前前提下才才能考虑虑最大限限地减轻轻零部件件的质量量。同时时，使用用轻量化化材料首首先要考考虑材料料的应用用是否能能够保证证车辆的的安全性性，这是是汽车材材料轻量量化的先先决条件件。 55.2、处理好好汽车材材料轻量量化与汽汽车配

52、置置增加的的关系 由于汽汽车趋向向于快速速、高级级、豪华华、舒适适、安全全，形形形色色的的附配装装置大量量使用，使使 汽车车的总质质量有了了较大的的增加。一一方面要要增加汽汽车配置置，一方方面又在在进行汽汽车材料料轻量化化，这是是一个十十分不好好解决的的问题。所所以进行行汽车轻轻量化，要要在保证证行车稳稳定性的的前提下下，减掉掉使用率率不高的的相关汽汽车配置置，这样样才能达达到汽车车轻量化化的目的的。 55.3、处理好好汽车材材料轻量量化与原原材料资资源和成成本之间间的关系系 如果果选用资资源少，成成本高的的轻量化化原材料料，必然然提高整整车成本本。所以以在原料料选用上上一定要要注意选选用成本

53、本低、资资源多的的材料，从从而达到到在提高高汽车材材料轻量量化的同同时降低低汽车整整车制造造成本的的目的。 5.4、制定汽车材料轻量化规范 目前对汽车轻量化没有统一的标准，有碍于汽车轻量化的发展，所以，希望汽车管理部门能够制定汽车材料轻量化技术标准和检测方法。 5.5、.建立汽车材料轻量化技术人才培养基地和技术咨询服务机构 人才是企业之本，只有建立必要的培养基地，培养这方面的人才，汽车材料轻量化才能科学进行，增设这方面的技术咨询服务机构也是十分必要的。 综上所述，汽车材料轻量化是大势所趋，世界各国都在致力研究和发展汽车材料轻量化。但是汽车制造商在汽车材料轻量化上不能盲目的跟风，一定要科学、合理

54、地进行。我国汽车材料轻量化的发展还落后于欧美等国家，目前正处在发展阶段，所以发展前景广阔。中国汽车企业要抓住机遇，大力发展汽车轻量化，为中国汽车产业的跳跃式发展作出贡献6、铝合金金的研究究方向制约铝合金金在汽车车上大量量应用的的主要原原因之一一是其价价格比钢钢高。为为了促进进铝在汽汽车上的的应用，必必须降低低生产成成本。除除了开发发低成本本的铝合合金和先先进的铝铝合金成成型工艺艺外，回回收再生生技术可可进一步步降低成成本。现现在大部部分铝材材，包括括铝板、铝铝挤压型型材和铝铝铸件均均可以回回收为铸铸材。因因而，生生产铝板板材和铝铝挤压件件必须购购买初生生铝。如如果将废废旧铝板板回收再再生为新新

55、铝板，废废旧挤压压型材回回收再生生为铝型型材名酒酒不需要要太多的的初铝，可可以大大大降低材材料成本本，这就就是今后后很主要要的一研研究方向向。扩大大铝合金金的应用用的另一一个研究究方向是是开发新新的各种种联接技技术，目目前虽然然以积累累了一些些铝板与与挤压件件的联接接数据，但但对铝铸铸件的联联结所知知甚少。今今后发展展的多材材料结构构轿车轿轿车要求求联结两两种不同同类型材材料（如如铸铁-铝、钢钢-铝、镁镁-铝等等），对对这些联联结技术术及对材材料和零零件防腐腐蚀的表表面处理理技术是是今后扩扩大在铝铝在汽车车上应用用的主要要课题。铝制零件的的优化设设计和快快速成型型技术是是人们关关注的主主要研究

56、究方向。通通过优化化设计将将众多的的零件组组合成一一个大件件，采用用铝铸造造工艺是是完全可可以实现现的。这这既可以以减少质质量又可可以减少少零件的的数量，降降低生产产成本。至于今后我我国铝合合金技术术的发展展，如开开发研制制高效、高高水平的的铝合金金铸造设设备；加加大对模模具设计计和制造造技术的的应用的的研究；热交换换器、冲冲压件、覆覆盖件和和焊装结结构件的的开发研研究工作作；开展展汽车废废铝材及及部件的的回收、再再生的研研究工作作。7、结论由于汽车市市场具有有源源不不断的需需求，汽汽车生产产一直是是最具活活力的朝朝阳产业业，汽车车后市场场的形成成也成为为最具潜潜力的新新兴产业业，电子子、化工

57、工、计算算机的新新技术、新新材料、新新工艺都都以最快快的速度度渗透汽汽车产业业，汽车车铝合金金金属材材料依赖赖于化学学工业的的技术，迅迅速融人人汽车材材料的发发展，贯贯穿于汽汽车的生生产制造造、使用用、保养养、维修修一直到到报废回回收的全全过程，体体现出促促进汽车车材料轻轻量化、智智能化、过过程化和和环保化化的发展展趋势。（责任编辑辑 邓闻闻辉）2007年年6月115日参考文献1 鲁鲁彦平 汽车保保险杠用用泡沫金金属铝的的能最特特性 汽汽车技术术，19999年年第122期2 陆陆克久.轿车车车身新材材料开发发及其应应用 北北京汽车车，19999年年第2期期3 刘刘军民.汽车想想减肥材材料该找找

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60、产铝合金金汽车车车身的相相关技术术进展在世界汽车车工业日日益重视视节能、环环保的迫迫切形势势下，减减轻汽车车自重以以降低能能耗、减减少废气气排放、提提高效率率已成为为各大汽汽车企业业竞争力力的重要要方向；而使用用铝合金金代替钢钢铁材料料则是各各国汽车车制造商商采用的的主要手手段之一一。因为为，汽车车质量每每减轻11%，就就可节省省燃料消消耗约00.6%1%。轿车车每降低低1000公斤重重量，1100公公里可减减少汽油油消耗00.488升。汽车车身约约占汽车车总重的的30%，在汽汽车内外外板上用用铝合金金板代替替传统使使用的钢钢板可使使车身减减重约440%50%；如采采用铝合合金覆盖盖件整车车减