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2020第二届中国工博会新材料论坛专题报道

由SMM举办的2020(第二届)中国工博会新材料论坛暨中国汽车新材料应用高峰论坛与大家共议汽车材料解决方案,搭建优秀汽车全产业链交流协作平台,打造先进的新能源汽车产业集群。

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2020第二届中国工博会新材料论坛专题报道

【汽车峰会】新型高强高韧铸造铝合金的开发及应用

来源:SMM

SMM9月18日讯:在SMM举办的2020(第二届)中国工博会新材料论坛-中国汽车新材料应用高峰论坛,暨中国(第八届)铝加工产业链供需交易峰会、暨中国(第二届)铜加工产业链供需交易峰会上,苏州大学张海对新型高强高韧铸造铝合金的开发及应用进行全面专业的讲解。

一、背景

张海指出保护环境和缓解能源危机主要途径>节能减排、发展新能源车(里程焦虑)>汽车轻量化势在必行。纯新能源汽车每减少100Kg重量,续航里程可提升10%-11%,还可以减少20%的电池成本以及20%的日常损耗成本。但是,轻量化需在保证汽车安全性和承载能力的前提下进行,并控制成本——难点所在!

二、压铸件在汽车上的应用及发展趋势

压铸件在汽车上的应用

压铸件主要用于汽车动力系统-非承载壳体件、汽车结构件还有卡车中相关应用。

压铸件生产的优点:近终成型工艺,低成本制备;易实现自动化生产,降低人工成本;易获得高尺寸精度部件;易制备薄壁和形状复杂的构建;优秀的表面精度;高的凝固速率;

压铸件生产的缺点:高昂的模具费用,大量的设计工作;会存在大量的气孔等缺陷;压铸用合金为重熔合金;疲劳性能低;

汽车结构用压铸件的特征

(1) 汽车中的承载件或受力件,用于汽车的车身或底盘部位;

(2) 尺寸大、壁薄、结构复杂;

(3) 机械性能要求高,韧性相关的结构件:Rm≥180Mpa,δ≥10%,强度相关的结构件: Rm≥210Mpa,δ≥7%;

(4) 可热处理、可焊接性,压铸工艺难度大,需要控制压铸缺陷及固溶时效处理。

三、高强高韧铸造铝合金开发

近年来国外开发的高强高韧铸造铝合金:德国 Rheinfelden Alloys, Alcan(加铝)和美国 Mercury Marine (水星海事)

美铝公司开发的新型铸造铝合金

SupraCast™ - 优良的高温力学性能与导热性能,适于制造缸体缸盖、涡轮增压器等。

EZCast™    - 优良的铸造性能、热稳定性,针对薄壁真空压铸件。

VersaCast™ - 高强度铸造合金,兼具优良的铸造成形性。

EverCast™  - 高强度与高疲劳强度,适合于制造刹车系统安全部件、方向盘等。

苏州大学高强韧铸造铝合金研究结果:高强高韧铸造铝合金材料与产品开发

合金元素调控:严控Mg、Si、Fe含量,保证力学和铸造性能。

新型变质-细化剂的应用: 变质共晶硅,同时细化α-Al枝晶。

双级时效热处理:使强度和韧性同时达到最优。

四、小结

张海指出应关注已有高强韧铸造铝合金的成分优化及改性。不增加成本为前提的新型高强韧结构用铸造铝合金的开发思路主要有:微合金化,热处理等;扩大高强韧铝合金在汽车等领域的应用;关于新生产工艺的研发,张海表示关键在于探索新工艺新方法,提升产品的成分均匀、组织致密、晶粒细化等增加强度和韧性的因素;研制新生产设备。

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