科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

铝合金是汽车行业较先采用的轻量化材料，也是目前在汽车上应用较多的轻金属材料。汽车行业对零部件有非常严格的要求。材料安全显然是第一位的，许多部件必须是延展性的，以吸收冲击时的能量，而其他部件必须具有强度，以保持结构刚度。汽车用铝合金以5系、6系铝板、7系铝板较多，实践表明汽车上每应用1kg的铝合金可以替代2kg的钢材。因汽车轻量化需求，在满足汽车零部件性能要求的情况下，选用密度小、工艺可行的铝合金替代铸铁件已成为国内外汽车零部件轻量化的重要途径。为适应市场需求，公司拟进行铝合金工艺研发。

需解决的主要技术难题

1、铝合金的密度仅为钢的1/3，同时铝可以通过加工硬化或者热处理提高强度，从而实现高的强度-重量比;

　　2、铝合金加工性能好，适合于铸造、挤压、冲压、锻造和机械加工等不同的生产工艺;

　　3、铝合金也可以类似钢材添加不同合金元素及通过热处理工艺，获得不同程度的强化;

　　4、铝合金表面易于形成致密的氧化膜而耐蚀性能良好;

　　5、此外，铝合金还具有良好的导电性和导热性，且无磁性等特点。

铝合金生产工艺及各工艺的优缺点，指导铝合金工艺研发及量产。

期望实现的主要技术目标

6系铝合金板材通常制作成车身的外板，它们具有较高的强度，并且能抵抗冲压过程中产生的较大应变，同时还具有一定的烘烤硬化能力。而5系铝合金则通常作为车身内板和车身结构件，其价格优势比6系更高。而轻量化汽车中的铝合金挤压或锻造件常使用6系(Al-Mg-SI)和7系(Al-Zn)铝合金。它们主要应用于发动机支架、车身纵横、车身框架、座椅骨架、保险杠梁等。开发出密度小、工艺可行的铝合金替代铸铁件

需求解析

解析单位：“科创中国”北京市科学技术研究院战略性新兴产业专业科技服务团（北京市科学技术研究院） 解析时间：2022-11-18

朱明

有研亿金新材料有限公司

教授级高工

综合评价

铝合金材料应用于汽车行业特别是轿车乘用车领域，具有减重、耐腐蚀、经济性好等特性。5系铝合金为铝-镁合金系，具有重量轻、强度适中、可精铸等特性。适合精铸、加工车辆非主承力结构零、部件。6系铝合金为铝-镁-硅合金系，具有比5系铝合金强度高的特点，可加工强度要求更高的结构件。7系铝合金为铝-锌合金系，是一种热处理可强化铝合金，也是三个铝合金系中强度最高的铝合金，可替代部分结构钢部件。但该合金加工难度较大，成本较高，影响了推广应用。系列铝合金经过多年的开发、应用，已广泛应用于国民经济各个领域，量大面广。推广到汽车行业，只需选用性能合适、加工技术成熟度高、经济性好的系列铝合金材料即可。作为企业，建议适当集中选用能满足要求的少量铝合金牌号，以便于集中技术、设备优势，生产出高品质的汽车零部件。或者针对不同等级的车辆选用不同牌号的铝合金，以最大限度突出铝合金的性能优势。

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解析单位：“科创中国”北京市科学技术研究院战略性新兴产业专业科技服务团（北京市科学技术研究院） 解析时间：2022-11-18

朱明

有研科技集团有限公司

高级工程师

综合评价

铝合金材料应用于汽车行业特别是轿车乘用车领域，具有减重、耐腐蚀、经济性好等特性，但该合金加工难度较大，成本较高，影响了推广应用。系列铝合金经过多年的开发、应用，已广泛应用于国民经济各个领域，量大面广。推广到汽车行业，只需选用性能合适、加工技术成熟度高、经济性好的系列铝合金材料即可。作为企业，建议适当集中选用能满足要求的少量铝合金牌号，以便于集中技术、设备优势，生产出高品质的汽车零部件。

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