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2019中国汽车新材料应用高峰论坛

新能源汽车用铜铝材料论坛,特邀优质整车、零部件、电池、材料生产、回收等企业,共议材料解决方案、共同铸造汽车产业链绿色发展闭环,力争搭建优秀汽车全产业链交流协作平台,引领打造先进的新能源汽车产业集群。

2019中国汽车新材料应用高峰论坛

【技术大咖】李承波:高性能铝合金挤压材在汽车上的应用

来源:SMM

广东和胜工业铝材股份有限公司技术副总李承波在《2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会》上就高性能铝合金挤压材在汽车上的应用进行详述。他说到新能源汽车有四化:轻量化、智能化、网络化、电动化,并且多材料车身轻量化技术成为轻量化技术主要和重点发展方向,国内与国际水平尚有较大差距。

SMM 9月19日讯:广东和胜工业铝材股份有限公司技术副总李承波在《2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会》上就高性能铝合金挤压材在汽车上的应用进行详述。他说到新能源汽车有四化:轻量化、智能化、网络化、电动化,并且多材料车身轻量化技术成为轻量化技术主要和重点发展方向,国内与国际水平尚有较大差距。

目前,应用于新能源汽车的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等几种。到2030年新能源汽车的用铝量可达900万吨。

 汽车轻量化背景


新能源汽车四化:轻量化、智能化、网络化、电动化。

多材料车身轻量化技术成为轻量化技术主要和重点发展方向,国内与国际水平尚有较大差距。

新能源轻量化材料研究

纯电动汽车整车重量若降低 10kg,续驶里程则可增加 2.5km。提升电动汽车的续驶里程,除了加强电池和驱动系统之外,与车身轻量化的程度也密不可分,而车身轻量化最明显的特征就是材料的选择。目前,应用于新能源汽车的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等几种。

2030年新能源汽车的用铝量可达900万吨

汽车用高性能铝合金型材,强度越来越高,型腔越来越复杂,壁厚越来越薄。

汽车用铝合金挤压材介绍


铝合金机械三性与钢的差异:

铝合金屈强比高、延伸率较低,导致铝合金冷变形加工要比钢困难得多,铝容易回弹

弹性模量:铝弹性模量较低,约70GPa,一般合金钢约200GPa,是铝的3倍。铝比较不耐冲击

汽车结构件常用铝合金物理性能一览表

6005A——适用中等强度复杂断面型材

6005A 改性合金,具有中等强度, 挤压性、耐腐蚀性、焊接性优于6061,淬火敏感性低于6061,强度接近6061,可广泛应 用于轨道列车、汽车、航空等交通运输业当使用风冷等低淬火强度时,6005A拉伸性能优于6061; 当使用水冷等高淬火强度,6005A拉伸性能与6061接近。 当使用水冷等高淬火强度,型材易发生严重变形造成尺寸超差, 整体品质不可接受。

高性能铝型材在汽车上的应用


高性能铝型材在汽车Pack 箱体上的应用:钢箱体、铸铝箱体、挤铝箱体

主流铝型材箱体主要结构形式:1. 型材框架承载结构箱体;2. 底板承载结构箱体;3. 冷却一体式结构箱体 、4. 钣金结构箱体。

主要存在的问题: 1. 拼接MIG/TIG/CMT焊接强度问题; 2. 箱体密封问题,内层密封、外层密封、双层密封、密封胶问题; 3. 水冷系统结构及与箱体安装问题;4. 模组、电器件、水冷系统、线束等零件的紧固问题;5. 铝托盘底部抗石击防护问题。

未来箱体发展方向:1. 为提升箱体结构强度,避免焊接强度减弱问题,使用铆接或螺接+密封胶来设计箱体;2. 水冷系统与Pack箱体融合设计;3. 箱体底板防护、隔热保温以及水冷系统融合一体式设计;4. 承载结构连接方式多元化。

一站式服务

电池箱体的生产可以从最开始的铝合金熔炼到最终表面处理好的产品一条龙生产和品质管控服务。生产过程中的材料100%厂内回收使用,不使用厂外的回收材料,进一步保障了产品品质。公司内部物流尽量缩短工序间转运成本,做到集中生产,确保高效产出和品质稳定性。

高性能铝型材在汽车模组及电池上的应用

通过挤压、CNC加工及弯加工为新能源硬壳动 力电池模组提供高精度侧面护板、端面护板。

1、多芯头复杂断面型材模具设计加工技术

2、高难度断面型材挤压生产技术

3、高强合金应用

4、全自动超声波清洗技术

改进型合金 M303(以3003 合金为基础)进行挤压、拉拔加工,得到高精度、高强韧、耐腐蚀的大断面薄壁矩形管/圆管,用于大功率动力锂电池外壳。

高性能铝型材在热管理系统的散热器上应用

1、用于生产扁管、口琴管的铝合金有1070、3003以及自主开发的专用改进型合金S120(降低合金成分,利于型材成型和后续的五金加工,优于一般3003合金的防腐性能)

2、特殊专用锯台可保证锯口满足客户要求。

3、全自动超声波清洗机,除去型材表面油污及内孔铝屑,满足电池产品高洁净度要求。

新能源汽车动力冷却系统用液冷板,平行流散热器产品,具有强度高,尺寸精度高等特点。对于钎焊工艺中的材料厚度,焊接参数,纤料选择,夹具设计,炉后整形等关键步骤进行严格把控,保障了产品的稳定性和较高的性价比。

各类散热器类型及优劣势对比

高性能铝型材在汽车防撞结构件上的应用

防撞结构件——高强韧铝合金

弯曲开裂与材料微观组织关联度高,通过元素优化设计及工艺过程开发,获得完全纵向纤维组织的材料弯曲性能最佳,实现强化相细小弥散的析出,保持铝合金高强韧性能,提高材料的耐腐蚀性能。该材料符合大众TL116材料规范-C32标准,符合奔驰DBL4919材料规范碰撞件标准。尤其适合防撞结构件型材生产。

吸能结构件——高强韧铝合金

吸能盒又是另外的情况,依赖材料学常规思维无法确定材料的吸能效果,通常人们认为延伸率高的材料在压缩时不易开裂,必拓铝业研究员做大量实验表明,铝合金的轴向压缩性能,最好用平均压粹力表述( mean crush force)MCF,与拉伸强度呈线性增加,延伸率不是压碎过程中破裂敏感性的良好预测指标,在所测试的各种合金中,AA6008具有零裂纹时的最高强度。同样力学性质的材料,纤维组织的产品表现出最优的吸能效果。

高性能铝型材在汽车零部件上的应用

汽车行李架:可实现汽车铝合金行李架产品左、右梁 的型材挤出、三维弯曲加工、铣削加工、表 面阳极氧化处理的一站式生产和服务。其产 品稳定性好,弯弧一致,表面处理效果优良。

汽车天窗导轨:改进型M63A合金具有易挤压、 氧化表面效果的优良,可实现超 精级天窗导轨型材挤压成型。

6101 ——高导电Al-Mg-Si合金

6101标准合金开发应用,其挤压材适合折弯加工,具有较高的导电性能。 以直径14.8 棒材进行测试,所得典型值。

空调直管/盘管生产工艺流程

坯料—打头—拉拔—退火—拉拔—清洗—检查包装

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