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1、铝合金车架的优点 2010-09-19 14:56:53| 分类： 默认分类 | 标签：车架 热处理 铝合金 强度 镁合金 |字号大中小 订阅铝合金车架的优点(1).可以制作重量轻的车架铝的比重轻但不够硬，为了增强强度把它制成合金并施予热处理。热处理技术 采用时效析出增强法，简单地说，在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。在某种高温下进行热处理时，会引起时效析出，若没有经过这个程式的车架，也会引起常温时效。就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。许多铝合金制车架用6061T6材料来制造。T6标志表示经过热处理、时效。若没有热处理的话强度只能达到1/2，或者 1/5的程度。有7075标志的自行车零件
2、(如 XTR 曲柄等) ，严格来讲没有经过热处理。也就是说因没有时效，因此是常温时效。7075合金本来就必要进行热处理，通过热处理其强度可以增加5倍。另外，7005合金也常用来制造车架，它的强度比不上7075，但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。这种材料也可用 Padded 加工制成薄料。但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低，因此加粗管道直径来提高刚性。通常被称作铝制粗管道的是这种类型。(2)长时间使用外观不怎么变化铝本身是很容易受腐蚀的金属，在空气中几乎不存在没有被氧化的铝，放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢？原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎
3、是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白) 。另一方面，骑这种材料制造的自行车时，骑的次数越多，应力发生的次数也高，强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量，许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限) 。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架，到底长时间使用后强度变化将是如何呢！Dedacciai 公司制作的 SC61-10A 等是表面施有喷丸硬化加工(KET 处理)的管道，这种加工的目的是延长疲劳的寿命。根据公开的资料，能提高140%。 ，KET 处理是：疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因，因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。铝合金车架的缺点1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此
4、采用粗的管道，或者改变形状如 cross-over 管、padded 管等。(2).需要进行热处理必需进行热处理，否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管，多数情况是管道厂家指定热处理条件。钛合金车架的优点(1).可以制作轻量而强度大的车架纯钛金属的强度更高。在钛金属中添加铝和钒，弹性更高(和铝比较) ，也有利于设计。(2).不生锈：钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀。但是它有另一种腐蚀现象即异种金属腐蚀。例如，不同种类的合金接合在一起时，成为电极状态，电位差使局部通电引起腐蚀。对此现象采取的措施是用脂膏等来绝缘(混有金属粉末的脂膏，如商品名：Ti P
5、lepu 等)。这种金属粉末防止脂膏流失，即使流失后也用来防止紧密接触。这种金属粉末有导电性也不要紧，接触后被较小的荷重破坏掉。这种现象称为粘住 ，它和烘焙是不同的。粘住、咬合：金属之间通过腐蚀来接合的现象。烘焙接合：加工金属时所产生的热量来溶融接合。(3).骑感好钛也用在避震器的弹簧上。现在用钛制成的车架适合于长时间的骑行。有些车手酷爱钛制车架，认为骑感极佳。但是个人各异，有人和铬钼钢比较后认为，铬钼钢的车架冲击吸收性比钛车架好，骑感也比钛车架好(这和铬钼钢车架的形状以及用薄的管的结果应力得到增大也有关)。假若钛管的加工技术得到进一步改进，也许会有和铬钼钢同样的骑感。有些钛制车架使人感到摇摆
6、，这也许是使用 plane 管( 没有加 padded 的，厚薄不能变化的管)有关。或者虽使用高强度的钛合金，但没有用薄的管等也有关系。钛合金车架的缺点价格高。钛在自然界以二氧化钛的形态存在，提练及加工过程复杂，技术要求高，并花时间因此成本高。再有溶接加工极为困难，因为钛和氧的亲和力极强，和空气接触后马上变成二氧化钛，而二氧化钛硬而脆，该部分的强度会不断下降。因此用惰性气体小心焊接。通常所说的 Tig 焊接是：(Tig：钨、惰性气体的略语)用钨电极及氩气体进行弧焊接。钛的焊接必需隔绝空气下进行。由于以上原因钛车架价格很贵。近来有些铝合金车架比钛合金车架价格贵，这说明钛合金车架的价格下降了。其因
7、是冷战结束后军费缩小，钛的用量少了；优秀的技术员开始用钛来制作车架；制作钛车架的成本降低等原因。镁是工程应用中最轻的金属结构材料，其密度仅为1.8克/厘米 3，是钢的1/4，铝的2/3。由于镁合金质量轻、比强度和比刚度高、阻尼减震性好，还具有优良的切削加工性能，在航空、航天、汽车、轨道交通和电子工业中具有十分广阔的应用前景。虽然镁元素的发现时间同铝接近，相对于全世界年用铝量2700万吨的水平，镁的使用量还较小，因此发展镁产业还具有巨大的机会和潜力。在镁科学与技术研究方面，全世界包括西方发达国家对镁的研究和开发还十分有限，国内与发达国家的差距远远不如在铝和钢铁方面那么大回答人的补充 2009-1
8、0-28 16:07镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多 Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金
9、也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用。镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。铝合金车身中的焊接加工技术 2010-03-08 11:21:14| 分类： 默认分类 |字号大中小 订阅铝合金客车车身中的焊接加工技术作者：朱则刚 近年来，国内外减轻汽车质量的重要途径就是使汽车材料轻量化。在汽车车身中采用铝合金空间框架结构，从目前来看，其制造成本较传统钢结构要高，但其使用后的经济效益和社会效益良好。在减轻车身质量后，还可大幅度降低
10、能耗、减少排放近年来,随着汽车工业的迅速发展 ,能源问题、环境保护问题变得愈发突出。于是减轻汽车自重、降低油耗和废气排放量成为各大汽车生产厂商提高竞争能力的关键，而减轻汽车质量的重要途径就是使汽车材料轻量化。客车车身焊接加工技术的发展趋势汽车行业多年来一直在促进汽车的轻量化，而车身作为汽车三大部件之一，已越来越受到重视。减轻车身质量主要有两方面措施：一是改进车身结构，努力采用轻型结构；二是大量应用轻质材料。铝合金的体积质量是钢材体积质量的1/3，采用铝合金材料制造汽车车身，在保证其具有与钢材同样强度和刚度的前提下，可以减轻车身质量60%左右，从而达到减少燃料消耗、降低环境污染的目的。其次，铝合
11、金材料可反复回收利用，回收重熔铝合金所需能量仅是生产新铝合金所需能量的5%。再生铝合金材料可以保持原有材料的性能，所以铝合金材料的回收使用得到人们的普遍重视。相对于一般钢材，铝合金材料具有较高的比强度，虽然弹性模量低，但有很好的挤压性，能得到复杂截面的构件，从结构上补偿部件的刚度，因而可在满足刚性及强度等多方面力学性能下，大大降低材料的消耗及构件的质量，从而降低产品的成本，提高经济效益。国外汽车制造业中铝合金的使用已超过总体材料的10%，Audi8、 Audi2等全铝汽车已商业化并进人我国市场。铝合金材料因表面有一层致密的氯化物保护膜，其表面无需进行镀层处理即可获得满意的抗腐蚀性。电镀、热镀锌
12、的镀层处理，不仅工艺复杂、成本高，还严重污染环境。因此，采用铝合金材料是21世纪汽车制造业发展的趋势，但在焊接铝合金的过程中，必须充分掌握铝合金的焊接工艺，才能获得优质的焊接接头。铝合金车身空间框架结构由挤压杆件、冲压板件和精密压铸件通过焊接而成，采用此结构车身质量可减轻47%，车身整体由于设计和构件截面的改进使抗扭、抗弯能力也显著增加。大众汽车公司和美国内卡苏尔姆铝业公司于1999年联合开发制造的 Au2型全铝轿车，都采用了铝合金空间框架结构。该结构除了具有质量轻，适于多品种小批量生产、换型容易、减少零部件数量和工时、缩短生产周期、降低总成本的优点外，还能够非常有效的吸收冲击能，提高防撞性，
13、对乘坐人员提供最佳的安全保护。美国福特公司也采用了空间框架技术，其他公司也在开发轿车铝合金车身框架。比如保时捷、凯迪拉克、劳斯莱斯、沃尔沃、梅赛德斯、奥迪及法拉利某些型号的汽车也已经使用铝车身覆板。铝合金框架结构加工技术主要有各种复杂截面杆件的内高压成形技术、连接件的精密压铸技术以及各种型材和连接件之间的激光焊接技术。铝合金框架的加工技术1. 内高压成形技术及应用铝合金的冲压加工比钢板难度大，目前还没有大批量生产的汽车完全采用铝板。由于材料的回弹增加和裂缝的出现，使铝板在冲压时难度更大。如果使用专为铝板设计的模具，这种影响会减少，但成本很高。此外，采用铝板冲压的生产率比钢板冲压要低一些，因为铝
14、板易损伤，而且模具由于废屑和被弄脏需要频繁清洗。从而导致劳动生产率降低，制造成本增加。为此，人们提出采用内高压成形技术来生产汽车铝合金框架结构。内高压成形技术是近年才出现的一种成形新技术，并且是目前国际上的一个研究前沿。各种连接件根据其结构特点，既可以用内高压成形法一次成形，也可先用一般挤压方法制成型材，然后用内高压成形法矫形，通过内部加压和轴向加力补料把管坯压入到模具型腔使其成形。由于内高压成形性能优良，设计的自由度大，一个内高压成形件可以代替由几个零件焊接成形的工件，因此避免了焊接产生的扭曲和变形，具有较高的尺寸精度和力学性能。其主要优点为：减轻质量、节约材料。与冲压焊接的组合件相比，内高
15、压成形件可减重20%30%，并且仅需要一套模具，而冲压件大多需要多套模具。统计分析，内高压成形件比冲压件平均降低成本15%20% ，模具费用降低20%30% 。在汽车设计中应用较多的是封闭结构。其主要原因是封闭结构与开放结构型材相比具有更高的抗弯曲和抗扭转载荷的能力，以及更高的比强度。在减轻质量、紧固装配零件、提高尺寸精度、降低成本、提高成形性能和设计自由度等要求下，内高压液压成形汽车构件中的管型件和中空件备受关注。德国、美国及日本已开始将该技术应用于汽车、航空航天等制造领域，其成形压力已达500MPa，曾有报道称最高达1500MPa。内高压成形特别适合于成形性能差或高强度的材料成形，如铝合金
16、、镁合金、钛合金、不锈钢和高强度低合金钢，并且还能成形复合材料，这对于减轻零件质量是非常有帮助的。德国、美国于20世纪90 年代初率先开始在工业生产中采用了内高压成形技术制造汽车轻体构件，我国则起步较晚，尽管目前已有1000多家生产铝型材的国有企业，拥有2000多台挤压机，但无论从挤压产品的质量还是从挤压生产的效率和标准化程度来看，都与世界先进水平存在较大差距。哈尔滨工业大学是国内唯一一家开展内高压成形的单位，但用内高压成形制造汽车、飞机等机器零件在国内还是空白。2. 精密压铸技术铝合金车身框架结构的连接件多用铸造成形，所用铸造方法以半固态压铸等一些先进的高精度压铸方法为主。半固态压铸技术目前有两种成形工艺：流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。目前，国内外工业应用的半固态
