汽車的鋁合金零件用在什麼地方？
目前，美國、日本和德國是汽車用鋁合金最多的國家。 例如德國大眾的奧迪A8、A2和日本的NXS，車身80%都是鋁合金。 除了上海桑塔納、一汽奧迪、捷達（均為進口生產線）使用的鋁合金外，我國汽車紅旗較多，約80-100kg。 有數據顯示，用鋁合金結構代替傳統鋼結構，可使汽車質量降低30%-40%，製造發動機可降低30%，製造車輪可降低50%。 使用鋁合金是汽車實現輕量化、環保、節能、提速、高效運輸的重要途徑之一。 因此，現在對鋁合金汽車的研發是非常必要的。 鋁合金的主要優點是重量輕，散熱好。 隨著發動機技術的發展，氣門結構已經成為發動機的主流設計趨勢。
與雙氣門發動機相比，每缸四氣門的氣缸蓋比每缸兩氣門的氣缸蓋產生更多的熱量。 使用全鋁合金氣缸蓋是最好的解決方案。 目前，不僅汽車發動機零部件的活塞、散熱器、油底殼和氣缸體採用鋁合金，氣缸蓋和曲軸也採用鋁合金製造。
盒子也使用這種材料。 在當前形勢下，發動機採用鋁合金代替鑄鐵已成為主流趨勢。 法國車鋁缸套達到100%，鋁缸體達到45%。 未來幾年，隨著高強度、優質鋁合金材料的成功開發和製造工藝的不斷改進，鋁合金材料將越來越多地用於製造此類零件。 汽車用鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。 鑄造鋁合金在汽車上使用最多，佔80%以上，分為重力鑄造、低壓鑄造和其他特殊鑄造件。 變形鋁合金包括板材、箔材、擠壓材、鍛件等，雖然世界各國工業用鋁合金材料的品種和成分存在一定差異，但大體相同。 其品種構成：鑄件約佔80%，鍛件約佔1%～3%，其餘為加工材料。 鍛造鋁合金在美國汽車工業中佔有很大比重，達到36%。
鑄造鋁合金的應用
鑄造鋁合金具有優良的鑄造性能。 可根據使用目的、零件形狀、尺寸精度、數量、質量標準、機械性能和經濟效益的要求，選擇合適的合金和合適的鑄造方法。 鑄鋁合金主要用於鑄造發動機缸體、離合器殼、後橋殼、轉向器殼、變速器、氣門機構、油泵、水泵、搖臂蓋、車輪、發動機架、制動鉗、氣缸和非發動機制動盤等部件。
發動機用鋁合金
汽車發動機使用的鋁合金是最輕的，一般減重30%以上。 此外，發動機的氣缸體和氣缸蓋要求材料具有良好的導熱性和較強的耐腐蝕性，而鋁合金在這些方面具有突出的特性。 因此，各個汽車製造商都進行了發動機鋁材的研發。 目前，國外很多汽車企業都採用了全鋁發動機缸體和缸蓋。 比如美國通用汽車就採用了全鋁缸套； 法國汽車公司鋁製缸套達到100%，鋁製缸體達到45%； 日本日產VQ和豐田雷克薩斯IMZ-FEV6均採用鑄鋁機油。 底殼； 克萊斯勒新款V6發動機氣缸體和氣缸蓋均採用鋁合金材料。
德國大眾先進的6.0L W12發動機基本採用鋁鎂合金製造。 奧迪A8L 6.0 quattro轎車採用W12發動機，整車重量降低至1980kg，低於其他所有車型。 W12發動機擁有450馬力和560Nm的強勁動力，使其單位馬力需要加速的重量僅為4.7kg，堪比高性能跑車。
北極星系列發動機是通用汽車除LS系列發動機外的頂級發動機。 它是美國第一台帶有頂置凸輪軸的 V8 鋁合金發動機。 其缸套採用全鋁合金壓鑄而成。 凱迪拉克目前廣泛使用的4.6升發動機，最大功率320馬力，最大扭矩427牛米。 高性能V系列使用的增壓車型甚至可以達到476馬力/606Nm。
輪轂用鋁合金
鋁輪轂因其重量輕、散熱性好、外觀好等優點，正逐漸取代鋼輪轂。 過去10年，全球鋁合金汽車輪轂以每年7.6%的速度增長。 據分析，到2010年，汽車車輪的鍍鋁率將達到72%～78%。 A365是鑄造鋁合金，具有良好的鑄造性能和較高的綜合力學性能。 世界各地的鑄鋁合金輪轂都是用這種合金生產的。 我國西南鋁加工廠與日本輕金屬株式會社共同開發了A6061鋁合金輪轂。 廣泛用於汽車的鋁輪是鋁合金在汽車上應用的一個例子。 幾乎所有新車型都使用鋁合金輪轂。
變形鋁合金的應用
變形鋁合金主要用於汽車製造車身面板，如車門和行李箱、保險槓、發動機罩、輪輻、輪轂罩、車輪外罩、制動組件保護罩、消聲器罩和防抱死制動器。 制動系統、熱交換器、車身框架、座椅和地板等結構部件，以及儀表板等裝飾部件。
車身面板用鋁合金
車牌在汽車上的應用比例持續上升。 例如，經過熱處理（如T6000、T4、T6）的8系列（AI-Mg-Si系列）鋁合金板，就可以很好地滿足汽車對外殼的要求。 製作車身骨架材料。 奧迪A8的車身鈑金件採用了該系列合金鋁材料。 此外，2000系列（AI-Cu-Mg系列）、5000系列（AI-Mg系列）和7000系列（AI-Mg-Zn-Cu系列）鋁合金也可應用於車身材料。 近年來利用6000系列、7000系列高強鋁合金開發出“口”、“日”、“目”、“田”字形的薄板和中空型材，不僅重量輕，強度高，抗裂性好。 ，且成型性能好，已廣泛應用於汽車。
其他鋁合金結構件
鋁合金也廣泛用於汽車的其他部位，如：通用汽車採用7021鋁板製作Smure汽車保險槓加強支架，福特採用7021鋁板製作林肯鎮汽車保險槓加強支架。 鋁合金材料也應用於汽車懸架零部件，有效降低了相應零部件的質量，提高了汽車行駛的平穩性和穩定性，如6061鍛件生產的盤式製動鉗和動力傳動框架等。 此外，鋁合金還廣泛用於汽車空調系統。 例如，日本汽車散熱器和冰箱散熱器使用6595鋁合金。
新型鋁合金在汽車上的應用
快速凝固鋁合金
在快速凝固條件下（冷卻速度為104～109℃/S），材料會在組織上產生一些新的特徵：超細組織； 提高合金的固溶度極限； 組成高度均勻，少偏析或無偏析； 形成新的亞穩態等價物。 基於這些特性，快速凝固鋁合金將不可避免地應用於汽車行業。 住友電工使用快速凝固PM AI-Si-X高矽鋁合金代替燒結鋼大批量製造汽車空調壓縮機轉子和葉片，轉子重量減輕60%，整機重量減輕壓縮機 40%； 雅馬哈汽車製造公司的快速凝固高矽鋁合金活塞也投放市場。 該活塞與普通鑄鐵相比，重量減輕20%，壽命延長30%，噪音和污染顯著降低； 馬自達汽車公司採用鋁-矽-鐵-銅-鎂合金噴塗沉積製成新型發動機轉子，提高發動機效率，可節省燃油20%。
鋁基複合材料
陶瓷纖維、晶須、顆粒等用作增強材料生產鋁基複合材料。 比強度、比彈性模量、耐熱性、耐磨性等都有很大提高，可用作發動機零件，如粉末冶金。 研製成功的Al2O3或SiC顆粒（晶須）增強Al-Si合金活塞，在保留Al-Si合金活塞優點的同時，進一步提高了活塞的強度、耐磨性、耐熱性和抗疲勞性。 用於汽車發動機； 此外，顆粒增強鋁基複合材料還可用於製造汽車發動機的氣缸體、活塞和連桿。
泡沫鋁合金
泡沫鋁是一種多孔材料，在金屬基體中分佈著無數氣泡。 這種材料重量更輕，強度重量比更高，並具有高能量吸收特性、高阻尼特性和振動吸收特性。 在兩塊高強度外板之間填充泡沫鋁製成的夾芯板用於車身頂板可增加剛度、減輕重量並提高隔熱性能。 用於保險槓、縱樑和一些立柱零件。 上升時可增加衝擊能量吸收能力，在減輕重量的同時提高衝擊安全性。
鋁合金在汽車上的發展前景
在輕金屬中，雖然鎂合金的密度比鋁合金小，但鎂錠的成本較高，而且零件製造過程中存在許多技術障礙，如缺乏高溫壓鑄合金和設計數據，表面處理工藝差，結合度低，因此目前在汽車上的使用非常有限； 而用於航空航天的鈦合金機械強度高，但製造工藝難度大，製造成本昂貴，這使得鈦合金無法大量用於汽車生產。 鋁合金在成本、製造工藝、力學性能、可持續發展（地殼中鋁含量最多，佔8.1%）等方面具有良好的綜合性能。 因此，鋁合金是現在和未來汽車行業首選的輕金屬材料。
汽車每使用1公斤鋁，可減輕自身重量2.25公斤，減重效果高達125%，在汽車全生命週期內可減少20公斤尾氣排放。 此外，鋁回收很簡單，除了鋼。 從上表可以看出，汽車每使用1公斤鋁材，可減輕自重2.25公斤，減重效果高達125%，並可減少汽車全生命週期的尾氣排放。車。 公斤。 此外，鋁易於回收，是除鋼外可以最大限度回收利用的材料。 汽車中使用的鋁幾乎 90% 都可以回收再利用。 鋁具有良好的物理和化學性能。 可應用於工業生產中的鑄造、鍛造和沖壓工藝。 它是少數可用於通過各種鑄造工藝製造零件的金屬材料之一。 它最適用於各種壓力鑄造工藝。 . 但是，鋁合金的成本仍然高於鋼材。 回收材料，幾乎90%的汽車鋁材都可以回收再利用。 鋁具有良好的物理和化學性能。 可應用於工業生產中的鑄造、鍛造和沖壓工藝。 它是少數可用於通過各種鑄造工藝製造零件的金屬材料之一。 它最適用於各種壓力鑄造工藝。 . 但是，鋁合金的成本仍然高於鋼材。 車身的重量約佔汽車總重量的30%，因此車身的輕量化起著重要的作用。 在汽車的內外板
使用鋁合金板代替鋼板可減輕車身重量約40%-50%； 如果採用鋁合金覆蓋件使整車減重10%-15%，可見採用鋁合金車身板的減重效果非常顯著。 鋁合金在汽車輕量化應用方面提供了良好的應用基礎和市場前景，這必將為鋁合金汽車面板的應用帶來更大的機遇。 因此，用鋁合金板代替鋼板製造車身面板也是汽車減重的必然途徑。 德國奧迪A8高級轎車的整個車身由鋁製成，車架為三維框架結構，蓋板由鋁沖壓而成。 與鋼製車身相比，這種鋁製車身質量減輕30-50%，油耗降低5-8%。
目前，我國汽車產量僅次於美國、日本、德國，居世界第四位。 在汽車鍍鋁率方面，我國的技術還比較落後。 目前發達國家汽車用鋁量已達138kg，鋁化率達到12%。 但是，我國汽車用鋁的比例遠遠落後於國外。 平均耗鋁量僅60kg，鋁化率不到5%。 因此，我國汽車鋁合金市場的發展前景十分廣闊。
鋁合金應用的四大障礙
擴大鋁合金在汽車上的應用將產生巨大的經濟效益和社會效益，但仍有以下亟待解決的問題：
- 鋁合金板材性能有待提高
- 建立汽車用鋁合金數據庫
- 鋁合金零件設計方法、結構計算方法及成形工藝的發展
- 計算機模擬及焊接工藝方法
- 研究鋁合金材料的表面形貌，塗裝前的預處理，塗裝後的預防。
- 腐蝕效應等問題，積累的數據為鋁合金應用工藝的製定提供基礎數據
- 修補市場缺乏鋁合金結構件和覆蓋件碰撞後修復恢復原理、開裂後補焊的經驗和方法。
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