汽车用ABS铝合金板简介

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1、汽车用 ABS 铝合金板简介轻型车辆的铝制部件安全气湮辅车島结构军顶 车身薄板后备箱養动亢思成铸造发动机罩车轮悬捷部件线踣系址扌豐泥梅制动器轄梆交换器铝在轻型汽车上的应用1、发展现状PS与CTP版基板、铝箔带坯、全铝易拉罐身料、ABS板是现如今生产最多的四大民用平轧铝产品。这其中， ABS 板的生产难度及 技术门槛最高，装备与建设投资也是最多的。所以生产难度并不亚于 和航空航天器铝板带的。2、发展前景当前，铸造铝合金及变形铝合金都在汽车制造中获得了应用，但 仍以前者为主。从发展态势来看，到 2020 年或稍晚一些，变形铝合 金平轧产品、挤压材、锻件等的用量有可能超过压铸件与铸件，或平 分秋色，

2、而这其中增长速度与幅度最大的当数平扎产品中的 ABS 板。 3、性能优势1）良好的成形性能与翻边延性 车身及覆盖钣金件的成形加工是从航空制造业移置过来的，通过 冲压成形，铝合金薄板应该有良好的成形性，即具有低的屈强比（屈 服强度Rpo.2与抗拉强度极限Rm之比）与高的成形极限，在各种不 同的冲压变形应力状态下具有相当高的成形空间。在钣金件生产中， 冲压成形是一道很重要的工序，有些钣金件还要承受弯折。车身板有 内、外板之分，对外板性能的要求比对内板的更高。铝板的成形性能除用Rpo.2/Rm比表征外,还可用90弯折半径、 突杯值、n值、r值等表示。有些车身钣金件尺寸大、形状复杂，主 要通过冲制和鼓

3、胀两种复合成形方式生产，并以后者为主。钣金件的 连接采用焊接和/或黏结，也间或有用紧固件连接的。2xxx系及6xxx 系合金用于外板等注重强度和刚度的部位。6xxx-T4P板材的抗拉强 度Rm和屈服强度Rpo.2几乎与冷轧钢板的相等，而其n值却二冷轧 钢板的。ABS的90%以上的厚度0.9mm1.3mm 。有些钣金件如发动机盖板的内外板合成等均采用翻边工艺，因此 要求铝合金板在冲压翻边时有高的抗开裂性即有良好的翻边延性，它 不但与材料的总伸长率有关，也与内部组织有关，实际上主要决定于 组织，均匀细小的晶粒组织决定板材有高的翻边延性。2）表面平整性强ABS 铝合金薄板必须有良好的翻边延性和成形以

4、后表面色调均 一，即成形的钣金件表面不出现罗平线(roping line)又称滑移线， 它是由晶粒不均或者是夹杂物不均而造成的板材表面变形不均，从而 使表面在涂油漆后出现光彩不一致的现象。3) 良好的可焊性 良好的可焊性能可以满足汽车构件在成形后直接焊接要求。板材 应具有抗时效稳定性，以确保板材从出厂到冲压时这段时间内不发生 时效，防止冲压时材料的屈服点升高，诱发吕德带(Ludes zone)而产 生的表面变形不均匀和起皱，从而影响汽车钣金件外板的表面品质。4) 优秀的烘烤硬化性 汽车轻量化还要求板材具有高的烘烤硬化性，即在冲压变形和涂 漆烘烤之后板材的屈服强度有明显升高，从而保证成品钣金件有

5、高的 抗凹性与抗压性，铝合金板材的油漆烘烤工艺应与目前钢板冲压件的 烘烤工艺相容，因为现在汽车企业的油漆烘烤工艺都是为钢板的。5) 抗时效稳定性强 铝合金板材在室温存放时不发生时效或几乎不发生时效的特性 被称为抗时效稳定性，因为一旦发生时效，屈服点会有所伸长，也有 一点点升高，拉伸时会产生吕德带，造成冲压时变形不均和起皱，对 冲压件外观影响极大。通常板带材从铝加工厂到汽车构件冲制厂冲压 成形往往要经过长时间的运输和贮存，要求材料有很强的抗时效性， 在6个月内不发生时效。预计时效处理是提高ABS抗时效稳定性的 有效措施， 6xxx 系合金在预时效后有良好的抗时效稳定性。6) 坚强的抗凹性板材和钣

6、金件抵抗外力和外来物件压入而不发生凹陷或永久变形的能力被称为抗凹性，用Pt表示，与材料的流变应力6f及厚度有 关，可用下式表达；当然，抗凹性也与零件刚度及结构有关。7）良好的 Zr/Ti 盐化学转化处理性能ABS 在涂覆润滑剂之前都要经过表面钝化处理，形成一层 Zr/Ti 盐体系转化膜，为吸附润滑剂创造良好的基底。这种处理液应是环保 型的，不含铬，主要由含钛、锆的金属盐、氟化物、硝酸盐和有机添 加剂组成，通过浸渍、喷淋方式在 ABS 上形成转化膜。膜层主要为 锆/钛盐、铝的氧化物，铝的氟化物及锆钛的结合物等组成。其优点 在于工艺操作简单，所获得的膜层与有机聚合物有很强的结合力。当 下典型的无铬

7、化学转化处理工艺是阿洛丁法，在德国已有成熟的生产 线，还可以在含氟离子的专用磷化液中进行表面化学转化膜处理。以上的这些性能如抗时效稳定性、成形性、烘烤硬化性、翻边延 性、油漆鲜艳性、表面处理特性、抗凹性等是 ABS 外板应具备的， 不过有些特殊是相互矛盾的，应尽可能使它们达到合理的匹配，达到 优化组合，同时应有合理的性价比。4、6xxx 系 ABS 的性能ABS 可分为外板与内板，外板的生产难度大，所要求的性能高， 所以现在所说的 ABS 一般都是指车身外覆盖板。关于 ABS 在 2004 年以前，国外有研究 5xxx 系合金的，也有研究 2xxx 系及 6xxx 系合 金的，但自 2005

8、年起各国材料科学家的意见比较统一，大都集中于 6xxx 系合金的研究与开发，认为它的综合性能比 5xxx 系及 2xxx 系 合金的好一些。6xxx系合金ABS的生产工艺之一是铝加工企业供应T4P状态板 材，汽车制造厂进行冲压成形与之前的表面处理及喷涂润滑剂，涂漆 后在烘烤过程中强度得到进一步的提高。表中列出了 Si 含量对 Al-Mg-Si系合金力学性能与成形性能的影响，ABS 6xxx系合金都是 Si 含量过剩的合金，因为过剩 Si 的存在不但可以提高 BH 性能，而 且可以提高抗压痕性。表中的力学性能为三个方向试样平均值。6xxx系合金的成形性能比5xxx系合金的差一些。研究工作者为 此

9、作过种种努力，发现只要有一定量的 Si 便可提高合金的抻长率与 成形性能，但不能过多，否则会降低弯曲性能，对成形性不利。车身钣金件都是冲制的，要求材料有良好的冲制性能，材料的此 性能手可用n值、r值、杯突值、屈强比、成形极限、断面缩颈率评 估，有相关人士认为：在评估汽车铝合金钣的成形性能时，使用 X6 值为评价指标最为准确；在简单的单向拉伸性能参数中，可以使用Z 值或n值进行评价，而不宜用r值。X6值为平面应变拉伸强度Rb-p 与单向拉伸试验抗拉强度Rb-u之比，即X6=Rb-p/Rb-u。5、国内外研发现状一些公司研发的ABS合金1）诺贝丽斯公司Advanz 7000系高强度汽车铝板诺贝丽斯

10、铝业公司是全球最大的平轧铝产品企业，新近推出一种 名为 Advanz7000 系的铝合金，其板材用于制造汽车安全装置，该合 金的强度比现行保险杠合金的高一倍。与高强钢材相比，该合金在减 轻车身质量的同时能最大程度地确保乘客安全。目前，全球多家汽车制造企业正在对该产品进行性能测试与评估。帝大利印度址国：诺JU曲斯肺国J有叫晏冃甚 矽倾却阴平换轧制品制達也在轴 卅耐山耐世畀一产齢.姿词而向业iffl口中丰.市炳提供 忧st产品赳卿料建?f.电子 汽车和运眾应工业用題L制品.WOVELI5ADJIYA BIRLAe :曲ii年軸州心注宜布巴西圣保爭的隹！ 加工厂将安莊一繇酣目合全1*賊用于制 适易拉

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14、丽斯汽车业务发展历程2）日本神户钢铁公司的ABS合金日本神户钢铁公司（Kobe Steel Co.,Ltd.）是日本ABS的最大生 产者，其产量占日本总产量的 50%以上，它研发的 KS6K21 合金与 KS5J30 合金的综合性能比标准5182 合金的好得多，是一种 Al-Mg-Si 系合金，由于前期强度低，因此易卷边，有良好的弯曲加工性与成形性，烘烤（烤漆）温度低，淬透性高，抗腐蚀性强，可焊性良好。KS5J30合金是一种Al-Mg-Cu系合金，其抗拉强度高，仅比SPCC钢板的低 13%，伸长率高达30%，成形性良好；冲压后强度有所上升，而烤漆后并不下降；抗腐蚀性强，可焊性良好。神钢汽车铝材

15、（天津）有限公司（以下称“公司”）由日本株式会社神户制 钢所投资，于2014年1 月在天津西青经济技术开发区成立，占地100 亩，主要 产品为汽车通用高性能铝板，用于汽车发动机盖、后备箱盖等，产品将供给大型 汽车厂家。项目计划 2015 年 11 月竣工，2016 年 4 月建成投产，全部达产后预 计年销售额将达 30 亿至 40 亿元人民币。工厂逼说现场俯辿圏神户制钢天津铝板基地3）肯联铝业公司的5种ABS合金总部位于法国巴黎的肯联铝业公司（Constellium）的纽布利萨克 轧制厂（Neuf-Brisach）从20世纪90年代开始生产汽车白车身铝合 金板，内板为 5754，外板为 6016 合金，主要用户为雷诺汽车公司， 用于制造标致与雪铁龙汽车车身，为激光截切板坯，而为德国宝马 5GT、捷豹XJ、奔驰、奥迪A8等供应的为带卷，该公司ABS生产 能力约 100kt/a。4）诺贝丽斯公司的AC-600 PX高强度合金2011 年 8 月诺贝丽斯铝业公司被确定为全新埃沃奎系列越野车ABS独家供应商。这一系列埃沃奎系列越野车具有最高的燃油效率， 比过去生产的任何一款埃沃奎越野车都省油，这都得益于铝合金ABS 的采用。为此，埃沃奎汽车公司在利物浦建设了首条专