汽车发动机罩材料概要课件.ppt

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1、汽车发动机盖材料的分析发动机罩简介 发动机罩材料 汽车轻量化分析 制作人：发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。发动机发动机盖（盖（Hood）材料分析材料分析发动机罩的结构较车门简单,主要由内、外板和局部加强板组成.内板与外板通过翻边、粘接、滚焊等方式结合,局部加强板焊接或粘接在铰链和门锁安装处,以增加装配刚度.外板的形状要与整车一致,并有抗凹痕性和防腐性方面的要求;内板则要求较高的刚性,并冲有各种形状的窝穴、加强筋和孔洞,以便安装一些附件.发动机盖的结构发动机罩外板一般采用镀锌钢板，现在很多公司高档车用的

2、是抗拉强度为340 MPa 的超轻高强度钢板若采用这种钢材制造,自身质量可减轻25%30%.汽车轻量化角度考虑：铝合金在发动机罩上的应用也正逐步增多,应用最成功的是奥迪汽车公司.奥迪的轻铝车身技术是奥迪公司的一项核心技术,镀锌钢板：电镀锌板因涂漆工艺性好,多用于外覆盖件。原理：在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子

3、的浓度。作用：避免汽车受高温、高湿、高寒等恶劣气候条件的腐蚀,提高汽车寿命。种类：1、碱性氰化物镀锌2、碱性锌酸盐镀锌3、铵盐镀锌4、钾盐镀锌5、铵钾混合浴镀锌6、硫酸盐镀锌镀锌层的后处理：1、去氢2、钝化3、着色热镀锌板的生产工序主要包括：原板准备镀前处理热浸镀镀后处理成品检验等。按照习惯往往根据镀前处理方法的 不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类，即湿法（单张钢板热镀锌法）、线外退火（单张钢板热镀锌法）、热镀锌惠林（Wheeling）法（带钢连续热镀锌法）、线内退火森吉米尔（Sendzimir）法（保护气体法）、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）、赛拉斯（Selas）法和莎伦

4、（Sharon）法。1线外退火：就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前，首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火，这样，镀锌线就不存在退火工序了。钢板在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮清除，然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护，从而防止钢板再被氧化。2线内退火：就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板，在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括：森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）；赛拉斯法；莎伦法。高强钢板是在低碳钢板的基础上采用强

5、化方法得到的抗拉强度在350MPa 以上的钢板。强化方法有:1)固溶强化(添加硅、锰);2)析出强化(添加铌、钛等);3)细晶强化;4)组织强化(相态强化及复合组织强化);5)时效强化;6)加工强化等。其中1)5)是通过添加合金元素和热处理工艺来控制钢板性质的。高强度钢板汽车高强度钢板的种类汽车高强度钢板的种类第一代汽车钢板第一代汽车钢板合金含量小于5%，一般小于3%。抗拉强度为2702 000 MPa，强塑积一般在25GPa%以下。按照合金含量的不同，钢种之间的强塑积差别较大。第一代汽车钢板涵盖了目前批量应用的所有汽车用钢板，包括软钢板、HSLA钢板、HSS钢板、AHSS钢板及热成形钢板等。

6、第二代汽车用钢板第二代汽车用钢板亦称为Ultra-AHSS或U-AHSS，添加Cr、Ni、Mn、Si和Al等合金元素，总合金含量在25%左右，抗拉强度在8001 100 Mpa.强塑积可以达到50 GPa%以上。第二代汽车用钢板具有非常高的碰撞吸能能力与良好的成形性能，并具有相当高的应变硬化率（0.45）。此类汽车钢板包括正在研发之中强塑积更高（达到80 GPa%）的SBIP（剪切带诱发塑性）钢、MBIP（微带诱发塑性）钢，以及最具代表性的、已具备量产条件的TWIP钢等。但因其成本较高，目前尚未实现大批量生产应用。第三代汽车钢板第 三 代 汽 车 钢 板 亦 称 为 E x t r a-A H

7、 S S 或X-AHSS。合金含量一般在3%10%，抗拉强度在6001 600 MPa，强塑积在2550 GPa%。优良的性价比、低成本和高强塑积是第三代汽车钢板开发的基本定位。这类钢中包括Q&P钢、TG钢和Bhadeshia等人开发的超级贝氏体TRIP钢（SB-TRIP）等，部分钢种已在工业试制或试应用之中。汽车未来发展方向-铝合金 铝合金在发动机罩上的应用也正逐步增多,应用最成功的是奥迪汽车公司.奥迪的轻铝车身技术是奥迪公司的一项核心技术,公司已在这一领域进行了长达20 年的研究和开发,其精湛的应用技术远远领先于其他汽车厂家.奥迪A8 和A2 在全球各著名协会和专业媒体的评比中屡获殊荣,至

8、今已赢得40 多项大奖.日本美洲豹(J aguar)也在从事全铝车身的开发和应用,2003 年6 月开始销售全铝车身的顶级轿车XJ.除此之外,丰田新皇冠、梅赛德斯-奔驰新E 级车、标致307 4P 的发动机罩,均采用了铝合金材料。铝合金汽车车身板的铝合金主要有Al-Cu-Mg(2000系)，Al-Mg（5000系）和Al-Mg-Si（6000系）6000系铝合金具有强度和塑性良好的组合，综合性能优良。2000系铝合金具有锻造性良好、强度高和焊接性能好等特点，但其抗蚀性较差。5000系铝合金中的Mg 固溶于铝中，形成固溶强化效应使该合金在强度、成型性和抗腐蚀性等方面具有普碳钢板的优点，可用于汽车

9、内板等形状复杂的部位，但其铸造性能较差国外开发的全铝车身已经在AUDI A8、BMWZ8、FERRARI360等很多车型上使用。中国铝车身生产现状:我国的铝车身设计制造技术与欧、美、日等国家存在很大差距。近年国内车企纷纷开发铝合金车身，但是关键装备主要依赖进口，制造技术落后，亟待提升。我国汽车铝合金应用，需要同时研发材料方面的课题有：开发汽车用高性能铝合金材料专用制造装备；进一步提高铝合金材料的强度、可成形性、耐腐蚀性和焊接性能以及综合性能；加强铝合金材料回收再用性方面的研究；提升铝合金材料制备过程控制的水平，提高材料合格率和尺寸精度；降低汽车用铝合金材料的成本.汽车车身用铝合金零件关键制造技

10、术汽车车身用铝合金零件主要有铸造（铸铝）连接件、覆盖件（板材冲压）、挤压型材骨架结构件、液压成形板材覆盖件和管材结构件等。1.铝合金汽车板材和管材液压成形工艺普通冲压工艺加工铝合金表面质量差，成品率低（70%左右），不能满足车身零件高精度、高可靠性、高效率和低缺陷制造的要求。汽车车身零件的液压成形技术在欧美、日韩等发达国家的汽车产业中获得了大量的应用，设备最高压力达到了400MPa，加工出铝合金汽车发动机罩内外板、车门内外板及翼子板等覆盖件已装车应用。大型铝铸件、液压成形部件，是奥迪A8的两项核心技术。2.板材温冲压成形技术铝合金板温成形工艺受到材料成形性能、工艺参数与模具的设计、润滑与摩擦状

11、态等诸多因素的影响，目前仍是一项尚待进一步研究开发的板料冲压成形新技术。如果突破，则可以提供高效率成形技术，平均每小时生产零件大于540件。目前应用于车身铝板冲压仍存在一些不足，主要表现在以下几点：（1）成形性还需继续改善。铝合金板材的局部延性伸不好，容易产生裂纹，特别是形状比较复杂的零件。（2）为避免拉裂常常导致冲压拉伸不充分，作为外覆盖件容易出现局部面畸变等缺陷，影响产品质量。（3）尺寸精度不容易掌握，回弹难以控制。由于上述原因，铝板冲压模具开发难度大、调试周期长，因而成本较高，难以满足高档轿车车身件的质量要求。3.型材挤压成形车身框架型材伺服控制挤压弯曲一体成形技术德、日、美等国投入大量

12、人力物力，组织攻关大型扁宽铝合金型材挤压工艺、精密淬火与人工时效、精整校直等关键技术。一些新的挤压技术也相继被开发出来，如高速挤压、静水挤压、无残料挤压和变截面挤压等。4.结构件铸造（铸铝）成形技术铝合金车身框架结构（ASF）制造技术是奥迪公司的一项核心技术，在这一领域他们进行了长达20年的研究和开发，其车身框架由铸造和液压成形的铝合金部件组合而成，包括35%的高精度铝合金铸造件、22%的挤压成形铝合金件、35%的铝合金板材，其中车身框架的链接件多为铝合金铸件，此类铸件起到连接车身各铝材的作用，是主要的承力部件，要求具有较高的强度。为了满足使用需要，车身铝合金铸件多为复杂薄壁结构。由于此类铸件的结构特点，以及汽车产业大批量生产的需要，采用传统的铸造工艺已无法满足要求，国外目前制造铝合金车身铸件大多采用真空压力铸造和特种挤压铸造等新的压挤铸造工艺技术。