ACL會議品牌介紹

ACL 上海國際汽車底盤系統(tǒng)輕量化工程論壇是 AEE 汽車工 程會議平臺專門為汽車底盤系統(tǒng)輕量化創(chuàng)辦的會議品牌， ACL 第二屆底盤輕量化工程大會將涉及乘用車、商用車、新能 源汽車底盤的輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計、輕質(zhì)材料、輕量化工藝技術(shù)解 決方案，以及輕量化產(chǎn)品展示，從而減輕汽車底盤重量，提升 底盤性能，促進(jìn)整車安全、駕駛、舒服等綜合性能的提升。 

AMEE2020 上海國際汽車底盤系統(tǒng)與制造工程技術(shù)展覽會將 于 2020 年 10 月 26-28 日在上海舉辦，這是全球汽車行業(yè)唯 一面向汽車底盤系統(tǒng)零部件與先進(jìn)制造工程技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè) 技術(shù)展會，AMEE2020 展示范圍將包括底盤設(shè)計開發(fā)工程、新 材料工程、底盤系統(tǒng)輕量化工程、底盤零部件機(jī)加 - 焊接 - 沖 壓 - 涂裝工程、底盤零部件裝配及總裝技術(shù)、底盤零部件檢測 與測試技術(shù)、機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)、底盤智能化、電子化、電動 化技術(shù)、底盤系統(tǒng)零部件、底盤系統(tǒng)集成等一站式創(chuàng)新趨勢技 術(shù)解決方案。 

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市場上有不同的原生合金可應(yīng)用于車身的結(jié)構(gòu)部分，具體應(yīng)用主要取決于不同的熱處理工藝和對相關(guān)機(jī)械性能的優(yōu)化。

　　EN-AC-AlSi10MnMg是目前應(yīng)用于底盤中有機(jī)械性能要求結(jié)構(gòu)件的主要合金。主要應(yīng)用在以下構(gòu)件中：

• 油底殼；

• 車頂運動件；

• 結(jié)構(gòu)件，如彈減震塔，A-柱，縱梁，聯(lián)動裝置支架，前軸梁；

• 上拉桿，車架件。

　　在鑄造狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)壓鑄合金的應(yīng)變?yōu)?-10%。為了在中等強(qiáng)度值下，達(dá)到最大的應(yīng)變而開發(fā)出了EN-AC-AlSi10MnMg壓鑄合金。應(yīng)用時可以通過額外的熱處理，得到超過15%的延伸率，或者達(dá)到強(qiáng)度值為260 Mpa的屈服極限。這種合金加工性能好，但是對壓鑄模具的磨損很大，因此，與采用標(biāo)準(zhǔn)合金進(jìn)行壓鑄相比，模具的費用會高很多。

　　除了以上這些特殊的機(jī)械性能，EN-AC-AlSi10MnMg合金在壓鑄應(yīng)用中還有以下特性：

• 出色的鑄造性能；

• 壓鑄模具上沒有粘連；

• 很好的抗腐蝕性；

• 高的耐久強(qiáng)度；

• 在鋁型材鑄造設(shè)計中，焊接性能好；

• 適合沖鉚與壓鉚工藝。

　　利用不同的熱處理工藝（見下表），可以對合金的機(jī)械性能進(jìn)行調(diào)整。

表3. EN-AC-AlSi10MnMg的熱處理方法以及可達(dá)到的參數(shù)

　　奧迪汽車公司首先利用該合金的壓鑄件代替了由多個成型板材組成的復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，并首次把該合金的壓鑄件應(yīng)用在A8(參數(shù)|圖片)的車型上，除了實現(xiàn)輕量化的效果之外，還首次在白車身制造中引用了全新的生產(chǎn)技術(shù)（見下圖）。

　　鋁合金減震塔已經(jīng)應(yīng)用于不同品牌的高級車系列，如寶馬、奔馳、保時捷、奧迪等車型。在最新推出的奧迪A4(參數(shù)|圖片)車型中，采用了鋁合金減震塔（件下圖）。在下一代車型中，汽車生產(chǎn)商也會將鋁合金減震塔全面應(yīng)用到中級車型上，例如大眾汽車于2021年推向市場的全新B9。

　　在鑄造狀態(tài)下，合金EN-AC-AlMg5Si2Mn延伸性很出色（含有5-6%的鎂），伸縮性好（最大可達(dá)15%，跟壁厚有關(guān)）、強(qiáng)度高。但其鑄造特性較差，加工性能低，對模具會造成較大磨損。

　　然而，由于在撞擊情況下的能量吸收能力很突出，這種合金在汽車行業(yè)的應(yīng)用有著很重要的意義。跟傳統(tǒng)壓鑄合金相比，由于其耐用性更好，多用在要求較高的安全件上，如：

• 安全帶拉緊器，轉(zhuǎn)向盤結(jié)構(gòu)；

• 底盤安全件，如減震塔，減震件，沖擊箱體；

• 車門內(nèi)板單件或多件；

• 橫梁，軸支座；

• 摩托車輪輞以及其它。

　　鑄件的性能跟鑄件的壁厚有關(guān)。通過熱處理能可以提高鑄件的剛性或者延展性。熱處理工藝經(jīng)過專門開發(fā)，時效溫度低于起泡溫度，并且取消了在水中淬火的過程。在常溫下進(jìn)行冷卻，這樣可以盡量減小變形。因為合金是在原生金屬的基礎(chǔ)上制造而成的，純度較高，這保證了其出色的抗腐蝕性。

　　EN-AC-AlMg5Si2Mn知名的應(yīng)用實例為奔馳S級(參數(shù)|圖片)系列的車門內(nèi)板框架和保時捷 四門跑車Panamera(參數(shù)|圖片)的門框架。采用該合金可以省去熱處理過程，這是因為通過鎂的晶粒細(xì)化可以實現(xiàn)合金的時效硬化。鑄件的延伸率為8%左右。在鑄造工藝中，與對這種合金進(jìn)行深沖相比，可以實現(xiàn)的深度大于10厘米，即使前門的壓鑄-內(nèi)板框架的長度大于90厘米，也能保證公差在十分之一毫米的范圍內(nèi)。使用這種合金并通過壓鑄工藝可以實現(xiàn)的壁厚為2.2-3.5mm，內(nèi)板框架的重量很輕，只為3.7千克。然而對車門內(nèi)板框架進(jìn)行鑄造，依然是一項巨大的挑戰(zhàn)。特別是采用壓鑄方法加工B-柱時，不僅要對進(jìn)行B-柱變形優(yōu)化設(shè)計，并且需要對合金材料的收縮特性進(jìn)行大量的分析和鑄造實驗。雖然鑄造和加工費用較高，但可以造就出非常好的產(chǎn)品特性。

　　再加工對于保時捷 Panamera車型的四個車門框架來說意義重大。進(jìn)行Deltaspot電阻點焊時，在門檻區(qū)域需要連接一個加強(qiáng)板。保時捷Panamera車門在汽車行業(yè)中，是首個批量使用鑄件點焊工藝的。另一種工藝創(chuàng)新則是使用激光切割工藝。利用這種工藝，第一次實現(xiàn)了車門框架的精準(zhǔn)外部形狀。通過嚴(yán)格控制壁厚-流動長度比例的極限，車門框架的壁厚可以控制在2,0-3,5mm的范圍內(nèi)。通過以上方法，可實現(xiàn)前門框架重量為3.6千克，同鋼板組件相比輕了30%左右，如下圖所示。對于“柔性壁厚”和“四門兩蓋”一體化這樣的輕量化設(shè)計，只能在鋁壓鑄工藝中實現(xiàn)。輕金屬板材達(dá)不到所需的深沖特性，同時也會提高工藝成本。同樣，保時捷 Panamera車型減震塔使用的也是EN-AC-AlMg5Si2Mn合金。通過鋁壓鑄可以實現(xiàn)減震塔的創(chuàng)新性輕量化。上文中描述的壓鑄-原生合金EN-AC-AlSi10MnMg也應(yīng)用于寶馬5系(參數(shù)|圖片)/6系和奧迪A6/A7的減震塔。

　　合金EN-AC-AlSi9Mn具有的機(jī)械特性，跟傳統(tǒng)AlSi-合金相比更具有優(yōu)勢。例如，在鑄造狀態(tài)下進(jìn)行沖鉚實驗，得出的結(jié)果很好。合金元素硅，錳和鎂會對合金性能產(chǎn)生影響。這種合金所具有的組成成分可使在冶煉車間進(jìn)行的操作非常簡單，并且有出色的鑄造和焊接性能。例如，硅在凝固狀態(tài)下，也會進(jìn)行延伸，跟其他合金系統(tǒng)相比有較低的收縮性和熱裂性。鍶可以改善共晶體硅，這對延展性來說非常重要。用AlSi9Mn可以進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計和形狀：

• 底盤結(jié)構(gòu)件，如A-柱和縱梁；

• 頂蓋運動件，如車頂把手和車頂加強(qiáng)版；

• 多個件組成的門內(nèi)板，如下圖所示。

  

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