在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）、上海有色金属行业协会、苏州市压铸技术协会主办，广东鸿劲新材料集团股份有限公司冠名，沃尔沃，蔚来特邀支持，上海嘉朗实业有限公司协办的2024SMM汽车供应链大会暨汽车新材料应用高峰论坛-汽车轻量化及底盘系统论坛上，辽宁忠旺集团有限公司技术总监祝哮分享了铝挤压技术革新——提升汽车底盘性能的新途径。
新能源汽车行业发展趋势
行业发展现状
2023年，我国汽车产销量首次双双突破3000万辆，创下历史新高。其中，我国新能源汽车产销量累计完成958.7万辆和949.5万辆，市场占有率达31.6%。
行业政策
汽车轻量化是降低传统能源车油耗和提高新能源车续航里程的关键。而铝合金又是轻量化材料首选。工信部《节能与新能源汽车技术路线图》提出我国新能源单车用铝目标：2025 年和 2030 年分别实现250kg/辆和 350kg/辆。
铝合金在新能源汽车的应用情况
传统行业用铝量增速缓慢，新能源成为拉动消费的主力。与传统燃油汽车相比，新能源汽车的耗铝量是传统燃料汽车的3-4倍，2020-2025年新能源汽车用铝量预测如下：
铝合金滑板底盘产品介绍
产品概述：
Ø 产品介绍：
• 滑板底盘是一种为新能源电动汽车设计的集成式一体化底盘架构，将电池系统、线控转向系统、线控制动系统、悬架系统等整合到底盘上，形成一个通用式、可共享的电动车底盘平台。
Ø 产品特征：
• 高度集成化设计简化制造流程；
• 良好的可扩展性满足多样化市场需求；
• 模块化设计便于维修与升级；
• 通过共享零部件和简化生产线降低成本；
• 因底盘组件集中而提高安全性能。
产品分类：
铝合金凭借其强度高、质量轻、耐腐蚀等优点，大量应用于汽车底盘系统核心零部件。滑板底盘采用铝合金材质，其减重效果非常明显，可靠性和耐久性也会大幅提升。铝合金滑板底盘可分为两类，一是铸件一体化+挤压型材形式，二是挤压型材平台化滑板底盘。
Ø 铸件一体化+挤压型材
►优势
• 具有高集成、高效率、高续航、高倍率等优势；
• 可适用多种车型；
• 轻量化的同时可有效提升整车刚度；
• 有效提升生产效率，缩短研发周期。
►劣势
• 铸件模具成本高，开发周期长，开发前期机动性差，风险高；
• 铸件内部易存在气孔、渣孔等缺陷，隐蔽性高，安全性差；
• 铸件与型材焊接极易产生气孔，影响底盘可靠性。
Ø 挤压型材平台化滑板底盘
►优势
• 挤压模具制造周期短，成本低，调试周期短，可以缩短样件制作周期；
• 可通过型材长度尺寸变化匹配多车型的轴距和轮距变化，适应多种车型；
• 全型材结构，产品强度高、刚性强，同时连接方式多样化，且焊接质量有保障。
►劣势
• 挤压结构件，挤压技术门槛较高，行业仅有少量供应商具备生产能力。
产品结构
滑板底盘可分为下车体、pack、底盘结构件三个部分；产品前后保横梁应用7系合金，前后纵梁和门槛梁应用C32合金，其余零件采用6xxx系合金。
►下车体
►底盘结构件
副车架：副车架产品通过多腔体的设计提高结构件的强度，使整体结构更稳定，并且可焊性更优，避免了铸件与型材焊接的内部气孔等缺陷。
前摆臂：前摆臂整体采用225MN超大型挤压机对截面进行一体化挤压，并对型材进行机加工处理，完成成品件，可有效减少焊接等工艺对产品带来的强度损失。
► pack
该产品为型材框架+型材底板形式，采用搅拌磨擦焊、激光焊等先进的连接工艺，产品精度高，变形小，连接强度高，密封性好，充分保证电池托盘产品的密封要求。
底板结构：使用超大宽幅薄壁断面，一体化成型；减少搅拌摩擦焊条数，产品强度高。
边梁结构：通过多形腔结构设计满足边梁结构刚度需求，电池包稳定性强。
铝合金滑板底盘产品生产工艺及关键点控制
材料开发
C-32合金
C-32合金，全称 TL 116 C-32 合金，即大众系车用6系铝合金挤压型材-材料认证；属于高强度6xxx系合金，可用于左/右纵梁、左/右门槛梁等碰撞构件，强度的提升可有效减少型材壁厚，进而促进白车身轻量化；
合金设计理念如下：①控制Mg/Si在0.95-1.05范围内，减少过剩Si含量，减少大角度晶界，提高韧性水平；②添加总含量0.6%以上的Mn、Cr细晶元素，获得纵向纤维组织，提高韧性水平；③添加适量Cu元素，提高合金耐热性。
7003合金
7003合金，属于Al-Zn-Mg-Zr合金，应用于前防撞梁等结构件：抗拉强度通常在380-450MPa之间，甚至可达550MPa以上；具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗大气、水以及一些化学介质的腐蚀； 具有良好的可焊性，便于加工和制造。
7046合金
7046合金，属于Al-Zn-Mg-Zr合金，可应用于后防撞梁等结构件；屈服强度可达520MPa以上，抗拉强度可达560MPa以上，伸长率11%左右，强度远高于普通铝合金，能够承受更大的负载和应力，同时保持结构的稳定性；具有良好的韧性，能够在受到冲击或振动时保持结构的完整性；具有良好的焊接性能，可通过多种焊接方法（如氩弧焊、电阻焊和激光焊）与其他材料进行连接；具有较好的加工性能，包括可锻性、可铸性和可切削性，可以通过各种常见的金属加工工艺进行成型。
熔铸技术
其从超大规格铸锭质量提升技术、铝熔体在线净化技术、铸锭均匀化组织纯净度提升技术等内容进行了阐述。
挤压技术
概述：忠旺集团配备了214条国际先进的铝挤压生产线，是目前国内拥有大型挤压机数量最多的企业。其中225MN挤压机是世界最先进、挤压力最大的油压卧式铝挤压机，可生产最大外接圆直径高达1100mm各种复杂大截面的铝挤压产品，填补了国内外在高精密、大断面工业铝型材加工领域技术空白。
关键点控制：铸锭电磁感应梯度加热和等温挤压技术研究，实现坯料加热和变形升温的平衡匹配； 针对壁薄多腔宽幅产品自主设计的多级精密淬火设备，保证了产品尺寸精度； 针对C32或7系铝合金的特点，研究自然时效与人工时效的复合处理工艺，以优化合金的时效析出行为，提高材料的强度与硬度。
机加技术
概述：机加设备多样化，可以根据下车体折弯零件、电池包总成机加等产品的要求、结构进行合理选配；深研铝合金型材机加多年，具有丰富的生产经验，可以根据产品结构、精度要求，编制最优机加程序；辅助配套设施齐全，可快速响应产业化量产需求。
技术优势：机加设备精度高，可以保证产品精度要求；机加设备稳定性高，可以持续、稳定作业；设备平台尺寸多样化，可以满足小于70米零件的机加要求。
连接技术
激光焊：激光焊是利用能量密度极高的激光束作为热源的一种精密的焊接方法，可进行各类接头、不同焊接位置的自动化焊接；先进的激光焊接技术可替代传统弧焊技术，在精度及接头质
量方面均有着显著的提高，接头强化系数可达80%左右； 激光焊接技术主要应用于滑板底盘的电池托盘、前纵梁等零部件产品焊接生产应用中。
技术优势：可实现高精度焊接，且焊缝深宽比可达12:1；非接触焊接，焊接不需要使用电极； 能量密度高、焊接速度快、焊接变形小、热影响区小；可焊接材质种类范围大，亦可以实现异种材质焊接；接头热影响区窄，焊接接头力学性能好。
搅拌摩擦焊：搅拌摩擦焊是一种固相连接方式，搅拌头旋转插入被焊工件，在搅拌工具的机械锻造的作用下，实现工件间的固相连接；相比于弧焊，搅拌摩擦焊连接的抗拉强度有5%-10%的提升，塑性将提升近一倍且断裂韧性将提高30%以上；搅拌摩擦焊接技术主要应用于电池托盘、前纵梁等零部件产品焊接生产中。
技术优势：固相焊接过程，焊接时不需要保护气体及填丝； 低变形和低收缩，焊缝机械性能优秀，高效、低能耗； 焊接温度低于合金熔点，无气孔、裂纹与元素烧损；FSW与传统弧焊相比接头强度更高，可达到75%左右； 产品变形量更小。
测试分析
其对材料高速动态性能试验、综合性能试验、材料疲劳性能试验、材料腐蚀试验等内容进行了分享。
