汽车轻量化材料及制造工艺研究现状

汽车轻量化是汽车产业发展的主要方向之一,能有效减轻车身自重,是实现汽车节能减排最直接而有效的手段。主要阐述了汽车轻量化采取的两种主要途径:一种是采用轻量化材料,如高强钢、铝合金、镁合金、塑料、复合材料等;另一种是采用先进的车身制造工艺,如热成形、激光拼焊、液压成形等。重点介绍了轻量化材料及先进的制造工艺在汽车轻量化中的应用现状,综述了轻量化领域中新材料、新工艺的最新研究进展,总结了目前国内外研究的热点、难点问题。基于目前的研究现状,提出了未来汽车轻量化技术的发展趋势。     

2011中国材料界要闻

在国际上独立提出常压固相烧结制备大尺寸轻量化碳化硅反射镜材料的技术路线,突破了1m以上径轻量化碳化硅反射镜材料关键制备技术：发明了适用于大尺寸碳化硅陶瓷素坯成型的专用粉体处理技术以及复杂结构陶瓷素坯的精密成形技术,有效避免了陶瓷材料内部微气孔缺陷,确保了镜面光学质量;     

Steel/CFRP复层材料构件的混合热共冲工艺研究

为了满足新能源车辆对轻量化及高强度的严苛要求,提出将高强度钢板与CFRP预浸料组成Steel/CFRP复层材料,通过两种异质材料的匹配设计和优势互补,实现车体承力件轻量化新思路。针对Steel/CFRP,提出适用于轻量化Steel/CFRP车体构件高效量产的混合热共冲工艺,阐述了其工艺原理及特点;设计开发了用于Steel/CFRP复层材料盒形件混合热共冲成形工艺试验用的可加热温控模具,介绍了其结构组成及主要零件。开展了相应的工艺试验,证明了所提出Steel/CFRP复层材料构件混合热共冲工艺方案的可行性和有效性,为后续对Steel/CFRP构件混合热共冲过程中材料的成形性能、变形行为、界面结合状态及安全性、吸能性研究,提供了必需的实验样品。     

材料加工技术创新与汽车轻量化

轻量化是当前汽车工业的发展方向,材料加工技术的创新是汽车轻量化的关键所在,这主要表现在两个方面:一是新型高强度或(和)低密度轻质材料的开发和轻质零件的制备,用其取代传统钢铁零部件,可以大大减轻汽车自重,如高强度钢、铝、镁合金等金属材料以及高分子材料和复合材料等;其二是采用新的成形工艺实现零件及车身部件结构的简化和轻型化,节约生产材料、提高工作性能,如剪裁毛坯、液压成形、零件轧制、发泡铝成形、激光焊接等.最后还展望了汽车轻量化的发展趋势.     

基于侧面碰撞特性的B柱总成轻量化设计分析

基于侧面碰撞吸能特点,对B柱总成进行轻量化设计。从材料、工艺、结构等方面入手,对原B柱外板和加强板进行轻量化设计,采用热成形材料替换、增加补丁板和激光拼焊等3种方案进行设计,采用侧面碰撞仿真分析对方案进行可行性验证,并将设计方案综合应用到实际车型中对方案进行检验。结果表明:3种方案均可实现轻量化设计;热成形材料替换方案的最大侵入量和侵入速度最优,材料的碰撞安全性最高;在满足碰撞安全性的前提下,激光拼焊方案和热成形材料替换方案的轻量化效果基本相当,所研究的案例轻量化效果达到减重16%左右;综合应用分析方案,在满足碰撞安全性法规的前提下,实现减重20%,同时仿真与试验误差控制在15%以内,表明研究结果可以应用于实际车型设计。     

汽车底盘轻量化材料和工艺

汽车轻量化是汽车行业较为关注的话题。底盘的轻量化不仅有利于降低油耗,对整车舒适性也有很大的提高。当前大量的新材料、新工艺和新技术的应用实现了底盘轻量,其中包括轻质合金材料铝合金和镁合金、先进高强钢材料、塑料材料、热压成形工艺、液压成形工艺以及空心结构零件等。主要从轻量化材料的应用和先进制造工艺两个方面对汽车底盘主要零件轻量化技术的应用现状和发展进行了简要述叙。     

汽车B柱热成形技术的比较分析

对乘用车B柱所使用的7种热成形技术进行了介绍,包括普通热成形、补丁板的热成形、与冷冲件拼接的热成形、软硬分区的热成形、不等厚板的热成形、激光拼焊板的热成形,带B柱的热成形门环等。阐述了不同热成形技术对材料、设备、热成形模具和成形前板料等的要求以及不同技术成形的B柱所能达到的碰撞性能和轻量化效果,进而从材料成本、技术难度、轻量化效果、碰撞安全性等角度,对比分析了7种热成形技术组合而成的11种热成形B柱的优劣,对未来热成形B柱的发展趋势进行了展望。分析结果表明,普通热成形B柱技术要求和成本最低,而碰撞性能、轻量化效果最好的为带B柱的热成形门环。     

镁合金热塑性成形技术的研究现状

零部件的轻量化是当今制造业的一个发展趋势,特别是"绿色制造"概念的提出,加速了轻量化的进程.镁合金热塑性成形技术是实现轻质材料和轻体结构两种减重途径相结合的先进制造技术.本文重点讨论了镁合金板材和管材热态液力成形技术的国内外研究现状,指出了开展此项研究的必要性和重要意义.     

轻金属前沿制造技术的研究进展

铝镁等轻合金作为绿色工程结构材料是实现汽车、轨道交通和航空航天轻量化的重要手段,而材料加工技术的创新是轻量化关键所在.重点分析了轻合金的半固态成形、高真空压铸、等温挤压、等温锻造等几种国内外先进成形技术的研究现状、工艺特点、存在问题、关键技术及研究前沿,并指出了以计算机仿真为代表的有限元数值模拟技术在改善轻合金的成形性能方面日益成为轻量化的研究重点和发展趋势.     

汽车轻量化用铝合金拼焊板的研究进展

基于节约能源和减少废气排放的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车发展的主流。各种轻量化的技术和方法逐渐发展起来,材料轻量化和结构轻量化是汽车轻量化技术中的两个重要方面。材料轻量化即指使用铝、镁合金等密度更小的材料代替传统的钢铁材料达到减重的目的;而结构轻量化则是采用一些满足使用性能的新结构来实现减重。以铝合金为母材的拼焊板,能够同时满足材料轻量化和结构轻量化的要求,是拼焊板技术未来的发展方向。从焊接方法、成形性能研究、应用的主要障碍、以及未来的发展趋势等方面综述了汽车轻量化用铝合金拼焊板的研究进展。     

一种铝合金覆盖件拉延成形解决方案

近年来随着汽车制造的飞速发展,汽车业已经成为我国经济发展的支柱产业,车身制造是汽车发展中的重要组成部分,对车用材料、成形工艺、产品质量的要求越来越高.汽车上约70％的零件经冲压工艺制成,因此冲压技术水平的高低决定着车身的品质高低.但随着节能环保理念的不断深入,汽车轻量化制造已成为汽车行业关注的焦点.采用如铝合金等轻质材...     

热成形技术在汽车轻量化中的应用与发展

高强度钢是汽车轻量化的主要材料,但钢板强度高到一定程度时传统的冷成形技术无法再满足生产需求。随着热成形技术的应用,汽车高强度钢得到了长足的发展。本文立足于汽车的轻量化理念,介绍了热成形技术的研究现状,以及热成形技术在先进高强度钢中的应用与发展。     

铝板在车身覆盖件冲压生产中的关键技术

随着汽车轻量化的需求,铝合金材料被越来越多的应用到汽车制造领域。介绍了汽车行业常用2000系、5000系和6000系等铝合金材料,并简述了铝材料开发、在车身零件上的应用趋势,以及对于汽车轻量化的意义。从现场实际出发,通过对铝板材料的剪切、配送、存储、分张、冲压成形以及铝板零件的检修的各环节的现场分析,总结了四个方面的控制要点,即材料保存、板料拆垛、模具冲制、质检返修,并提出了预防材料发霉、解决铝板分张的措施、控制铝板成形质量以及铝板零件检验和返修要点等相应的解决方案。     

液态模锻复合成形技术研究进展和发展趋势

介绍了液态模锻的成形特点、研究方法和国内外的发展状况,通过铝合金和铝基复合材料液态模锻成形零部件实例阐述液态模锻成形工艺的优点,简要介绍半固态-塑性变形一体化模锻的技术。指出液态模锻轻量化材料成形技术和液态模锻成形与材料匹配性技术研究是今后研究的重点。     

基于Dynaform的大厚差板材零件的冷冲锻造成形工艺研究

针对大厚差的复杂薄壁零件,通常采用铸造成形或焊接成形的成形方法,不仅材料的利用率低,而且产品的质量不高。为了解决这个问题,提出了一种冲压结合锻造的复合成形工艺,它属于一体成形工艺,使成形产品达到轻量化、整体化和性能优化的要求。同时,通过软件Dynaform对成形工艺进行了模拟,获得了复合成形工艺的成形规律。通过大量工艺试验的对比,验证了该复合成形工艺的实用性。     

铝合金热冲压技术研究进展

航空航天与汽车领域高性能、轻量化的发展趋势下,铝合金应用越来越广泛,材料强度越来越高、构件形状越来越复杂,对先进的成形制造技术提出了更高的挑战.热冲压技术利用材料高温状态下良好的塑性,可一次整体成形出薄壁异型复杂结构,同时可进一步调控构件性能,成为了学术界和工程界研究的热点.对铝合金热冲压成形技术的研究成果和现状进行综...     

变形铝及其合金的特性和用途（2）

4 汽车和摩托车用零件现在的汽车用材中,钢材占70％以上,其它为铝和塑料等,图7是轻金属协会预测将来小轿车材料平均构成比例,发展下述车型用材:重视样式新颖的特殊车用塑料:高性能车用铝,实用车和高级车用各种机能材料。汽车零部件的铝化,除轻量化以外,还面向高导热性,高生产性发展。最近,日本及国外     

车身零部件成形工艺发展趋势研究

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》发布了车身轻量化技术路线图,从材料、工艺方面规划了未来15年的车身轻量化发展方向.工信部、发改委、科技部联合发布《汽车产业中长期发展规划》,明确了要发展先进车用材料,引导汽车行业开展高强钢、铝合金、镁合金、高性能工程塑件、复合材料的应用.根据政策导向及发展路线,新材料、新工艺的应用刻...     

面向汽车轻量化材料加工技术的发展动向

介绍了汽车轻量化材料,包括Al、Mg合金、高强度钢铁材料和其它材料的应用概况。分析了汽车轻量化材料技术的主要发展方向,包括合金材料中的薄壁高强度灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、Al合金和Mg合金制备技术以及轻合金铸造成形技术。汽车轻量化推动了多种加工技术的融合和交叉,通过多种材料的混合结构设计、加工技术复合化和零部件结构一体化,可最大限度满足汽车零部件的高性能要求。     

铝合金板料多道次成形极限预测研究

为了解决轻量化车身铝合金板料多道次冲压成形有限元仿真的准确性问题,以各向异性铝合金板料在非线性应变路径下的成形极限预测为研究对象,讨论了预变形对后工序成形极限图的影响,研究了获得预变形均匀应变场的试验方法,引入了与应变路径无关的成形极限预测模型,并介绍了PEPS模型的极坐标转换方法,结果表明：成形极限应力图可以更准确地预测轻量化车身铝合金板料二次加载条件下的成形极限,优于目前仅依赖材料供应态FLD模型的有限元分析准确性。