2020年度“中國汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單公布，兩項(xiàng)汽車鋁合金應(yīng)用技術(shù)獲得科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。分別是湖南大學(xué)李落星教授團(tuán)隊(duì)的“高性能鋁合金車身型材結(jié)構(gòu)件制備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，以及奇瑞新能源汽車有限公司高立新團(tuán)隊(duì)的“鋁基輕量化新能源乘用車短流程研發(fā)制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備”。
李落星教授團(tuán)隊(duì)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目主要涉及鋁合金車身型材結(jié)構(gòu)件制備，多采用擠壓-彎曲一體化成型工藝等技術(shù)。該技術(shù)通過改造傳統(tǒng)擠壓機(jī)，增加彎曲裝置，對鋁合金型材進(jìn)行擠壓-彎曲一體化成型。當(dāng)型材擠出速度與輥輪移動(dòng)速度相同時(shí)，鋁合金型材的成型性較好。該工藝避免了傳統(tǒng)拉彎工藝存在的回彈、表面劃傷和截面變形等缺陷，提高了彎曲型材力學(xué)性能的均勻性。
擠壓-彎曲成型一體化裝置示意
奇瑞新能源高立新團(tuán)隊(duì)涉及鋁基輕量化新能源乘用車短流程研發(fā)制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備。包括鋁型材和鋁板等鋁材的短流程和低能耗的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)。
鋁合金板材在轎車上的應(yīng)用比重不斷上升，尤其是經(jīng)熱處理（如：T4、T6）的6000系列鋁合金板材，能夠很好地滿足汽車對殼體的要求，車身框架材料。擠壓鋁合金在汽車中的應(yīng)用主要在轎車的熱傳輸系統(tǒng)管路、動(dòng)力系統(tǒng)管路、導(dǎo)軌、車窗框架、鑲飾等部位。
以奇瑞汽車為例。奇瑞小螞蟻eQ1是全球首款實(shí)現(xiàn)全鋁化車身的新能源車型。車身采用了高強(qiáng)度鋁鎂合金型材及鋁沖壓件，形成高強(qiáng)度全鋁空間骨架白車身采用全鋁型材骨架，主要受力部位由6系鋁擠壓型材件組成，其余部分根據(jù)總布置及安裝功能的要求，采用5系鋁板件作為封板結(jié)構(gòu)滿足車輛的功能要求。
eQ1車身用材分布
S61EV是奇瑞新能源LFS平臺推出的第二輛搭載輕量化全鋁車身的純電SUV，傳承了小螞蟻全鋁車身+塑料外覆蓋件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。車身采用多型腔封閉截面鋁型材環(huán)狀路徑-籠狀立體空間新型車身架構(gòu)，創(chuàng)新發(fā)明全鋁型材功能集成化下車體架構(gòu)及分段潰縮式前縱梁，多方位加強(qiáng)筋的底部承載式復(fù)雜型腔鋁型材門檻梁結(jié)構(gòu)，C-NCAP碰撞五星，較鋼制結(jié)構(gòu)車身減重30-35%，車身零件數(shù)減少40%，扭轉(zhuǎn)剛度達(dá)到26967N·m/deg。
S61EV車身骨架圖
鋁合金作為日常生活中常見的材料，最大特點(diǎn)是輕便，其密度約為2.5～2.88g/cm3，僅為普通鋼材的1/3。而鋁合金除了輕便外，還兼顧成型性好、抗腐蝕、耐熱疲勞等優(yōu)點(diǎn)，作為輕量化材料用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可起到顯著的減重效果。
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