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1、铝合金板材在汽车轻量化上的应用及发展趋势发表内容发表内容世界铝合金产业概况铝合金在汽车领域的应用板材在汽车上的应用及开发方向世界铝合金产业的概况20092009年世界主要国家的原铝生产量年世界主要国家的原铝生产量20092009年世界主要国家的铝消费量年世界主要国家的铝消费量中国已经名副其实地成为最大的铝生产和铝消费国中国已经名副其实地成为最大的铝生产和铝消费国发达国家铝合金产品用途的构成铝合金的用途主要在运输铝合金的用途主要在运输, ,容器包装和建筑尤其以交通运输为主容器包装和建筑尤其以交通运输为主建筑包装铝箔电子消费耐用品机械和设备其他2006年中国铝消费量按最终用户计1100万吨2006
2、年世界铝消费量按最终用户计4750万吨交通运输方面和世界平均水平相比低了11%！ 交通运输是中国铝加工业的一个重要发展方向。包装也偏小，仅占2%中国和世界铝合金产品用途的构成铝合金半成品需求量铝合金半成品需求量- -日美欧的比较日美欧的比较世界铝消费的趋势世界铝消费的趋势 日本在交通运输上有明显增加日本在交通运输上有明显增加, ,建筑领域明显下降建筑领域明显下降运输以汽车运输以汽车, ,卡车卡车, ,铁路为主铁路为主19901990年到年到20062006年日本的铝合金半成品构成及消费量年日本的铝合金半成品构成及消费量19901990年到年到20062006年美国和欧洲年美国和欧洲4 4国的铝
3、合金半成品构成及消费量国的铝合金半成品构成及消费量与与19901990年相比，铝合金在交通运输上的用量成倍增长年相比，铝合金在交通运输上的用量成倍增长世界铝合金产业概况从从19901990年到年到20072007年日美欧的铝合金产量仅增加年日美欧的铝合金产量仅增加688688万吨，但在万吨，但在交通运输上的铝消费量却增加了交通运输上的铝消费量却增加了451451万吨。所以，铝合金产业的万吨。所以，铝合金产业的发展方向是交通运输。发展方向是交通运输。交通交通65%其他其他35%铝合金合金产品增加量在各行品增加量在各行业的分布的分布总量量698交通交通451其他其他247单位：万吨铝合金在汽车领域
4、的应用铝合金在汽车领域的应用世界主要国家的世界主要国家的轿车生产量日本汽车用铝材的需要和分类世界主要国家的轿车生产量及用铝量压铸件和铸造件占了近80%，变形铝在汽车零部件上的用途扩大是主要的课题变形铝在汽车零部件上的用途扩大是主要的课题发达国家汽车用铝量p.12325发达国家对CO2排放量的削减计划变形铝合金在汽车上的应用例铝零部件在铝零部件在HONDA-LEGEND的应用例的应用例板材；外面板用6000系，内面板用5000系，内板为0.6至1.2毫米，外板为0.6至0.8毫米l铝合金板带材，挤压型材和锻造材 在汽车上主要用于车身面板, 车身骨架，发动机散热器，空调冷凝器， 蒸发器，车轮，装饰
5、件和悬架系统零件等。变形铝合金l主要应用于发动机气缸体，气缸盖，活塞，进气歧管，摇臂，发动机悬置支架，空压机连杆，传动器壳体，离合器壳体，车轮，制动器零件，把手及罩盖壳体类零件等。铝合金铸件变形铝合金在汽车上的应用例板材在汽车上的应用及开发方向板材在汽车上的应用及开发方向汽车外板用铝合金材料的变化和发展趋势早期采用非热处理5xxx系材料来代替钢板高BH性（烘烤硬化性）6xxx系合金的开发，外板都用6xxx系合金*比5xxx系板轻了10%高强度，高成形性，低成本铝合金板材在汽车上的用例及使用部位欧美铝合金板材在汽车上的用例及使用部位日本汽汽车铝板用合金的种板用合金的种类 外板外板 内板内板/加强
6、板加强板 翼板翼板（ （FENDER） ） 日本日本6XXX/5XXX 6XXX/5XXX 6XXX 开发型开发型/种类多种类多 6XXX:BH性重视性重视 5XXX:成型性重视成型性重视 北美北美6111/6022 6111/60226111/6022 含含Cu6111:BH性重视性重视(ALCAN) 不含不含Cu6022:弯曲性重视弯曲性重视(ALCOA) 欧洲欧洲6016 6016/5182/61816016 6016:BH性重视性重视 6181:循环利用重视循环利用重视 5182:成型性重视成型性重视6 6：可循可循环利用利用5xxx系合金板材具有高强度，高成形性，高耐腐蚀性和高表面处
7、理性以及焊接性能好等优点，因此广泛被用于汽车发动机内盖板。在汽车上被采用的5xxx系合金板材一般是以5052，5182以及各铝业公司自主开发的5xxx系高成形性材料为主。5xxx系汽车用材料的开发是以抑制深加工时易发生的Stretcher Strain mark（拉抻应变痕迹） 简称SS Mark和提高其成形性能为目标来开展的。汽车用汽车用5xxx系板材的优点系板材的优点SS markFLEXCAST 法従来法比較鋳造面削均熱熱延冷延冷延溶、直接冷間圧延厚板鋳造FLEXCASTER冷冷却速度大、面削、却速度大、面削、特特期待期待FLEXCAST 法従来法新铸造法新铸造法FLEXCASTER的开
8、发创造新材料的开发创造新材料 板材在汽车上的应用及开发方向通过连铸和DC铸造获得的板材微观组织比较板材在汽车上的应用及开发方向连铸FLEXCAST 材在汽车上的应用例20082008春発表春発表RLRL内板材内板材材料开发+新铸造工艺开发新产品问世板材在汽车上的应用及开发方向p.24325北美汽北美汽车外壳外壳铝板采用板采用动向向300300万台万台/ /年年p.25325欧洲汽欧洲汽车外壳外壳铝板采用板采用动向向350350万台万台/ /年年由大型由大型车车向中小型向中小型车扩车扩大大 p.26325日本汽车外壳铝板采用动向日本汽车外壳铝板采用动向130130万台万台/ /年年(08(08年
9、年)由高由高级车级车向大量生向大量生产车产车 扩扩大大丰田丰田 P PRIUSRIUS(HEV)(HEV)日日产产 FAIRLADYZFAIRLADYZ三菱三菱 RANCEREVOLUTIONRANCEREVOLUTION本田本田 LEGENDLEGEND松田松田 ROADSTERROADSTER大大发发COPENCOPEN汽车用汽车用6xxx系板材的优点系板材的优点 6xxx系合金在成形加工后不会产生SS mark而且还具有在涂漆后的烧结工序中增加强度和提高耐凹痕性的特性，因此广泛的被用做汽车外板。从汽车外板材对耐凹痕性的观点来看，高耐力是必须的，可是从加工成形时抑制加工皱纹的观点出发，成形
10、时需要降低材料的耐力因此涂漆后的烧结工序中如何提高材料的耐力就成为6xxx系汽车用外板材开发的关键。 外板用外板用6XXX系合金的性能与金属组织的研究开发系合金的性能与金属组织的研究开发良好的弯曲性能良好的弯曲性能的研究开发的研究开发良好的良好的BH 性能性能的研究开发的研究开发弯曲裂纹发生机制弯曲裂纹发生机制成分成分/工艺工艺/金属组织控制金属组织控制：金属间化合物的量及形状金属间化合物的量及形状、晶界析出物晶界析出物晶粒方位晶粒方位(织构织构)析出强化机制析出强化机制成分成分/工艺工艺/金属组织控制金属组织控制：预备时效预备时效：T4P处理处理复原处理复原处理：T4R处理处理高温预时效处理
11、能极大地提高材料的BH性能日本企业开发的高成形性6xxx系合金板材性能材質材質引張強引張強（N/mm2)耐力耐力（N/mm2)伸伸（）（）n値値*1r値値*2備考備考 SG112-T4A220120270.250.55高BH性材料SG112-T4240130300.270.55高成形性材料SG312-T4245120300.300.60高成形性材料6016-T4220110260.270.606181A-T4230120240.260.656111-T4290150260.280.70板材在汽车上的应用及开发方向一般材料高弯曲材料180弯曲试验最小内侧半径0/0.5t控制Si，Fe含量成分调整
12、来提高弯曲性能1. Si和Fe添加量的增加导致组织中的第2相粒子数量增加，使材料的弯曲性能大大降低。2. 粗大的第二相的析出，特别是超过2mm以上的粗大第二相的析出对弯曲性能影响极大。Si，Fe含量增加的EPMA检测结果单体Si和AlFeSi第二相粒子的集聚是初期弯曲裂纹产生的起点成形条件材質：583S-0板厚：1.0mm成形温度：490成形圧力：10atm（Ar）成形時間：10分以内可能模具费节省50%項目項目冲压成形超塑性成形模具费10050重量10080应用例超塑性材的应用板材在汽车上的应用及开发方向生产汽车用铝合金板材的先进技术n材料设计技术：材料设计技术： 新铸造工艺法的开发，内部组织控制技术和组织细化技术 ，尤其是金属间化合物细化及均匀分散的控制n纳米尺度析出物的控制技术纳米尺度析出物的控制技术n材料的耐腐蚀性的控制技术材料的耐腐蚀性的控制技术n材料的成形性的控制技术：材料的成形性的控制技术： 汽车面板面积大且形状复杂，故原料板要具备深冲成形性，及凸肚成形的复合成形性n超细化轧制技术：超细化轧制技术： 异周速轧制技术，高压轧制n高精度铸轧技术：高精度铸轧技术： 晶粒细化n加工工艺的简化：加工工艺的简化： 降低成本增加竞争力，比如连铸等
