汽车生产中不同材料的加工工艺

汽车材料未来发展的一个趋势是实现汽车轻量化。近年来,铝合金、镁合金、塑料、碳纤维等低密度材料在汽车工业中的应用越来越广泛,其加工工艺也越来越受到汽车企业的重视。通过对不同车身材料加工工艺的分析和总结,研究不同车身材料加工工艺的优缺点,最终实现适当的材料加工工艺。 1.轻量化材料加工工艺。 目前,国家政策鼓励汽车产品轻量化。目前,国内外常用的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和碳纤维复合材料。不同的轻量化材料需要开发自己的加工技术。以下单独介绍。 1.1先进的高强钢加工工艺。 先进高强度钢的加工工艺主要包括激光拼接焊接、液压成型、辊压成型、差厚板、热成型等。在不同的情况下选择合适的加工工艺是汽车生产过程的重要组成部分。 1.2铝合金的加工工艺。 铝是许多轻量化材料中最早替代钢材的一种新型汽车制造材料,受到汽车企业的欢迎。与汽车钢材相比,铝及其合金具有强度高、耐腐蚀性好、适用于各种成型加工方法、易于回收、抗冲击性好等优点,因此已成为应用中较为成熟的轻质材料。铝合金的加工工艺主要包括磁脉冲辅助冲压、热冲压、超塑成型、等温锻造、挤压等。 1.3镁合金的加工工艺。 镁是实用金属中最轻的金属,具有刚度高、强度高的特点。镁合金是在镁的基础上添加其他金属元素的合金。具有密度低、强度高、弹性模量大、散热性好、抗震性好等特点。它具有良好的耐有机物和碱腐蚀性,比铝合金具有更大的冲击载荷能力。由于上述优点,镁合金的加工工艺已成为当前汽车轻量化材料的热点之一。 镁合金在成型过程中可分为铸镁合金和变形镁合金。 通过在熔融状态下填充铸造,铸造镁合金可以获得最终的毛坯形状和尺寸。其中,压铸是镁合金最重要、应用最广泛的铸造方法。虽然采用传统压铸方法生产的镁合金压铸已得到广泛应用,但不能在较高的温度下使用,也不能通过热处理加固。近年来,为了消除上述缺陷,提高压铸件的内在质量,工程技术人员在传统压铸技术的基础上,开发了半固态压铸、真空压铸等一系列新的压铸技术。另外,用于生产壁厚较厚铸件的重力铸造工艺也是传统的镁合金铸造方法之一。重力铸造主要包括半金属铸造、金属铸造、砂型铸造等。 变形镁合金是指采用挤压、锻造、轧制、冲压等方法加工的镁合金。由于镁合金是一种密集的六方晶体结构,因此只有基面滑动系统才能在室温下启动。提高成型温度是提高镁合金成型性能的有效途径。所以,变形镁合金主要是在温热状态下进行塑性加工,常用的成型方法有锻造成型、板材成型和挤压成型。通过锻造,镁合金可形成不同的尺寸和形状,锻件具有良好的形状和尺寸稳定性,并具有良好的综合力学性能。 1.4塑料加工技术。 作为一种重要的轻质材料,塑料复合材料具有重量轻、耐腐蚀、设计性能强、工艺性能好等特点。根据塑料注入模具的方式,典型的塑料成型工艺可分为三种方式:挤出成型、注射成型和模压成型。 1.5碳纤维复合材料加工工艺。 与传统铝合金、高强钢、玻璃纤维复合材料等材料相比,碳纤维复合材料作为汽车零部件,具有强度高、重量轻、抗冲击性好、零部件集成、设计性好、耐腐蚀性好等优点,其减重效果和强度优势更为明显。在全球节能减排的环境下,用碳纤维复合材料代替现有的金属结构,是减少汽车尾气污染、节约能源的有效途径。碳纤维复合材料的加工工艺主要包括树脂传递成型(RTM)、热压成型、片状成型(SMC)、缠绕成型。 在汽车轻量化材料加工技术方面,我国要实现轻量化材料加工技术的跨越式发展,必须投入大量的人力、物力、财力。如今,单一材料很难满足汽车刚度和强度的需要。除了克服现有单一材料加工技术的技术难点外,如何将各种轻质材料的加工技术融入技术,也是当前轻量化研究领域的热点和发展趋势。

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