浅谈铝合金的性能及其在汽车上的应用

2016-05-30赵生莲

大东方 2016年9期

赵生莲

摘要：铝合金具有比重小，比强度高，良好的成形性能、力学性能、物理性能以及工艺性能、易回收再生的優点，因此铝合金广泛用于汽车部件上。

关键词：铝合金；汽车

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶铝合金及化学工业中已大量应用。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。随着汽车节能、减轻重量的诉求，汽车用铝板将逐渐替代钢板，未来，汽车用铝板将有很大的市场，主要用于汽车引擎盖和车门。铝合金车轮是铝合金在汽车上第二个应用广泛的领域，因为质轻、散热性好并具有良好的外观，铝合金车轮逐渐代替了钢轮毂。

1纯铝及铝合金的性能

铝是地壳中含量最丰富的金属元素，含量高于7%。纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ=32～40%，ψ=70～90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好，但是纯铝的强度很低，退火状态σb值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb值分别可达24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料。

2铝合金在汽车上的应用

2.1汽车引擎盖

汽车引擎盖能降低发动机噪音的时候，能够同时隔离由于发动机工作时产生的热量，有效保护引擎盖表面上的漆面，防止老化。其作用有：

空气导流。对于在空气中高速运动物体，气流在运动物体周边产生的空气阻力和扰流会直接影响运动轨迹和运动速度，通过引擎盖外形可有效调整空气相对汽车运动时的流动方向和对车产生的阻碍力作用，减小气流对车得影响。通过导流，空气阻力可分解成有益力，力高前轮轮胎对地的力量，有利于车的行驶稳定。流线型引擎盖外观基本是依照这个原理设计的。

保护发动机及周边管线配件等。引擎蓋下，都是汽车重要的组成部分，包括发动机、电路、油路、刹车系统以及传动系统等等。对车辆至关重要。通过提高引擎盖强度和构造，可充分防止冲击、腐蚀、雨水、及电干扰等不利影响，充分保护车辆的正常工作。

美观。车辆外观设计是车辆价值的一个直观体现，引擎盖作为整体外观的一个重要组成部分，有着至关重要的作用，赏心悦目，体现整体汽车的概念。

辅助驾驶视觉。驾驶员在驾驶汽车过程中，前方视线和自然光的反射对驾驶员正确判断路面和前方状况至关重要，通过引擎盖的外形可有效调整反射光线方向和形式，从而降低光线对驾驶员的影响。

防止意外。引擎工作在高温高压易燃环境下，存在由于过热或者是原件意外损坏而发生爆炸或者是燃烧、泄露等事故，引擎盖可有效阻挡因爆炸引起的伤害，起到防护盾作用。有效阻隔空气和阻止火焰的蔓延，降低燃烧风险和损失。

因铝合金具有质量轻、高强度、良好的散热性、尺寸精度高、以及减震性好、容易制造等优点，所以用于汽车引擎盖的制造。

2.2汽车车门

车门是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道，并隔绝车外干扰，在一定程度上减轻侧面撞击，保护乘员。汽车的美观也与车门的造型有关。车门的好坏，主要体现在，车门的防撞性能，车门的密封性能，车门的开合便利性，当然还有其它使用功能的指标等。防撞性能尤为重要，因为车辆发生侧碰时，缓冲距离很短，很容易就伤到车内人员。

由于铝合金具有质量轻、良好的减震性以及优良的工艺性能，所以用于汽车车门的制造。

2.3车轮

车轮是介于轮胎和和车轴之间所承受负荷的旋转组件，通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成（GB/T2933―2009）。轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋之间的支承部件。车轮除上述部件外，有时还包含轮毂。

因铝合金轮毂具有质量轻、高强度、良好的散热性、尺寸精度高、以及减震性好、容易制造等优点，其在发达汽车工业国家的使用率己达80%。

2.4发动机的气缸体和气缸盖

铝合金具有良好的导热性和耐腐蚀性，能满足发动机的气缸体和气缸盖对材料的要求，因此用于制造发动机的气缸体和气缸盖。

2.5散热器

铝合金具有良好的导热性和耐腐蚀性，所以用于汽车上散热器的制造。

3结束语

使用轻量化材料是实现汽车轻量化的重要途径，而铝是应用得比较成熟的轻量化材料。

参考文献：

[1]李传福，张丽萍.浅谈铝合金材料在未来汽车轻量化中的应用与发展[J].装备制造技术.2015（4）：143-145