隨著捷豹、奧迪、通用、特斯拉以及蔚來(lái)汽車等主機(jī)廠對(duì)鋁合金的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，國(guó)外、國(guó)內(nèi)旋起了一股鋁化熱潮。早期為啥我們不用呢，貴，主要用于豪華車型；現(xiàn)在為什么又開(kāi)始炒起來(lái)了呢，不差錢。對(duì)生產(chǎn)線的影響較大不說(shuō)，對(duì)成形及連接工藝的挑戰(zhàn)也很大。各家都在研究，畢竟，誰(shuí)也不想落后，今天我們一起來(lái)看看鋁沖壓。

車身鋁化之路

“全鋁車身”始于本田初代NSX，但它僅僅教了法拉利如何造超跑。真正首次實(shí)現(xiàn)“全鋁車身”大規(guī)模量產(chǎn)的是奧迪，它的ASF空間框架被應(yīng)用于A8、TT和R8等車型上。

圖1 奧迪TT車身

給我們影響最深刻的，便是奧迪A8。2010年的D4版A8車身用鋁93．1％，其中鋁板用量接近50％；而到2017年的D5版本，A8車身用鋁也有65．3％，其中鋁板用量也接近50％。奧迪為了安全性能考慮，將部分鋁合金改為了熱成形等高強(qiáng)度鋼，但鋁板在車身上的使用并未大幅減少，這是因?yàn)楦采w件及大面板類零件鋁化的減重效果尤為突出。

圖2 奧迪A8車身用材變化

自主品牌大規(guī)模采用鋁材制造汽車起步較晚，2012年展出的上汽榮威950是紐北所能找到的最早的車型。

圖3 榮威950車身用材分布

近兩年出現(xiàn)了眾多造車新勢(shì)力，ES8全鋁車身大家耳熟能詳，其白車身用鋁量達(dá)到驚人的96％。當(dāng)然，蔚來(lái)也做了大量的連接測(cè)試，也燒了不燒錢。

圖4 ES8車身用材分布

以上只是幾個(gè)常見(jiàn)的鋁材應(yīng)用案例，我們不難發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，對(duì)于鋁化，國(guó)內(nèi)大多主機(jī)廠走的是鋁蓋→鋁覆蓋件→全鋁車身的思路，但目前大多停留在鋁機(jī)蓋和鋁防撞梁上，而沒(méi)有進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)進(jìn)展，大家都還在觀望。

圖5 車身鋁化之路

鋁板＃種類

汽車覆蓋件用鋁合金板材，需要滿足高的表面質(zhì)量、高成形性能、高強(qiáng)度（烘烤硬化性）、連接性能優(yōu)異等特點(diǎn)。而結(jié)構(gòu)件用鋁合金（如內(nèi)板、加強(qiáng)板）需要有良好的成形性能及一定的強(qiáng)度。

一般，變形鋁中汽車能用的有2系、5系、6系及7系，外板常用的牌號(hào)為6016，內(nèi)板常用的牌號(hào)為5182。

圖6 汽車常用鋁板類型

當(dāng)然，每個(gè)主機(jī)廠使用的牌號(hào)不盡相同，比如機(jī)蓋，老美喜歡都用6系，而歐系喜歡內(nèi)板用5系外板用6系。

圖7 不同車系車身用鋁情況

數(shù)據(jù)來(lái)源于Ducker

數(shù)據(jù)勝于雄辯，下面我們一起來(lái)看幾個(gè)典型車型的用鋁情況。捷豹XE的車身鋁板由諾貝麗斯供應(yīng)，其外板件一般用Advanz？ e170，加強(qiáng)件一般用Advanz？ s600，其中e170類似于我們常見(jiàn)的6016，具有優(yōu)異的包邊性能及烘烤硬化性能。

圖8 捷豹XE車身用鋁

數(shù)據(jù)來(lái)源于捷豹路虎

通用凱迪拉克CT6的車身采用了63％的鋁合金來(lái)制造，其中57％左右來(lái)自諾貝麗斯，外板一般用e170，內(nèi)板6系及5182都有。

圖9 凱迪拉克CT6車身用鋁

數(shù)據(jù)來(lái)源于諾貝麗斯

鋁板沖壓＃特點(diǎn)

想要了解鋁沖壓的工藝，先要了解鋁板的基本特性。與鋼板相比，鋁合金具有以下特點(diǎn)：

1． 鋁板表面有氧化膜，不需要鍍鋅。

2． 6系鋁板具有時(shí)效性，一般質(zhì)保期是6個(gè)月，超過(guò)質(zhì)保期，材料的成形能力變差。

3． 焊接性能比鋼板差，需要較大的電流，目前用的主要為SPR、FDS等機(jī)械連接。

4． 常溫下，鋁板沒(méi)有磁性，因此鋁板的拆剁不能用磁性分離機(jī)器，可以采用“氣刀”。

圖10 鋁板特性導(dǎo)致的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)

數(shù)據(jù)來(lái)源于神龍

結(jié)合上述的特點(diǎn)，我們可以簡(jiǎn)單得出一些鋁沖壓的特點(diǎn)：

1．容易裂。鋁板的成型性能和延伸率較差（6系鋁板延伸率大約為23％），成形時(shí)破裂更嚴(yán)重。

2．回彈大。鋁板的回彈量是普通鋼板的3倍，所以鋁板成型時(shí)應(yīng)盡量避免二次成型，因?yàn)榛貜棽缓每刂啤?/p>

圖11 機(jī)蓋內(nèi)板回彈補(bǔ)償案例

數(shù)據(jù)來(lái)源于天汽模

3．碎屑多。鋁板沖壓更容易產(chǎn)生碎屑，需注意工藝設(shè)計(jì)。

鋁板沖壓＃工藝排布

鋁板的沖壓無(wú)廢料刀設(shè)計(jì)，兩序修邊，四序完成，鋼件可以實(shí)現(xiàn)三序完成。

圖12 鋼鋁機(jī)蓋外板的沖壓工序?qū)Ρ?/p>

數(shù)據(jù)來(lái)源于神龍

鋁合金外板的OP20與OP30分序修邊，可以避免碎屑，其修邊的角度應(yīng)控制在±10°（部分供應(yīng)商控制在±15°）以內(nèi)。鋁板的修邊角度比鋼板更為嚴(yán)苛！同時(shí)，鋁板的修邊間隙要比普通的鋼板模具大，需控制在料厚的10％左右（可避免沖次快時(shí)鋁板被上模帶起）。

總結(jié)

北美的單車平均用鋁量已達(dá)145公斤，歐洲已達(dá)118公斤，但國(guó)內(nèi)的鋁合金應(yīng)用水平明顯低于歐美。機(jī)蓋從鋼制切換成鋁質(zhì)，減重效果約為40％。目前，鋁沖壓件的減重效果是優(yōu)秀的，但使用量不多。

就目前車身用ABS而言，國(guó)內(nèi)廠家已完成5系內(nèi)板的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用推廣，但質(zhì)量較好的6系外板技術(shù)一直掌握在諾貝麗斯、神戶等一些外企手上，我們要做了，除了掌握好技術(shù)，更多地就是勇于嘗試，這才是國(guó)產(chǎn)鋁板的希望！

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