车用锂电池和蓄电池的区别
2019-12-12 11:14:36
①原理不同：蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在适宜的当地运用。它的作业原理便是把化学能转化为电能。锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、运用非水电解质溶液的电池。②报价不同：蓄电池的报价的报价比较廉价，锂电池和蓄电池比较，锂电池的报价就比较高了。③安全功能不同：车用锂电池和蓄电池比较两者的安全功能不一样，锂电池安全功能更好。④运用时间不同：锂电池和蓄电池比较，锂电池运用时间相对较长一些。⑤化学性质不同：锂金属的化学特性十分生动，使得锂金属的生产、保存、运用，对环境要求十分高。区域约束。
车用铝市场前景广大
2019-01-03 09:36:51
铝的商业化生产与汽车的诞生在同一年，从此，它们就结下了不懈之缘，难舍难分，互相促进；汽车工业的发展促进了铝工业的发展，反之亦然。1886年美国大学生霍尔(Charles Martin Hall)与法国大学生埃罗(Paul-Louis Heroalt)几乎同时在大洋彼岸独立发明铝的熔盐电解法提取工艺，至今全球生产的铝都是按他们的原理制备的。1886年，卡尔·奔驰发明世界第一辆不用马拉的三轮车，拉开了当今文明世界的序幕；1889年世界世博会展出德国奔驰公司制造的世界首辆汽油发动的汽车，宣告汽车时代的到来。
1897年克拉克(Clark)三轮车和1898年问世的德·丁昂·布顿(De Dion Bouton)汽车的曲柄箱是用铝制的，开创了铝在汽车中应用的先河。1901年第二届纽约汽车展上出现了一批铝制汽车零配件，有的汽车车身已用铝代替了木材。1903年戈登·贝内思·纳皮尔(Gordon Beneth Napier)汽车采用铝汽车柱。1904年问世的兰彻斯特车(Lanchester)的后轴架由铝合金铸造。
1923年英国著名的汽车设计师布波美罗(L.H.Pormeroy)设计的一款汽车，用了相当多的铝合金零部件，其自身质量仅相当于标准汽车的三分之二。上世纪30年代由于钢材价格比铝价格低得多，能源充裕，铝在汽车中的应用进程放缓。第二次世界大战期间，铝是一种军需战略物资，铝在民用方面的应用受到限制；同时，由于飞机制造及其他军工产品需求的增加，铝工业得到迅猛发展，特别是美国铝工业的发展尤为突出，这时80%以上的铝都用于制造飞机及其他军工产品。战后，铝在汽车中的应用又开始受到重视，同时铝由买方市场转为卖方市场，铝业公司开始寻求铝的应用新领域，极力扩大铝的应用范围，铝在汽车中的应用领域越来越广。20世纪70年代，汽车开始使用铝保险杠、进气歧管、发动机头、发动机缸体、散热器、传统系统零件和轮毂等。
上世纪60年代，每辆汽车的平均用铝量为27.2千克，到90年代中期，平均含量上升到113千克，约占车自身质量的8%。2005年美国轿车每使用一磅(0.454千克)铝制零件，车的自身质量可下降1.021千克；目前，美国汽车工业的用铝量已占美国全部铝消费量的11.5%强。21世纪初，德国推出了全铝的奥迪A8车，是铝含量最多的小轿车，每辆用铝550千克；美国福特汽车公司的AIV车的车身也是全铝的。所谓全铝轿车，是指在目前的设计、制造技术条件下，可用铝合金制造的零部件都已铝化，而汽车的价格是合理的，可以承受的，可进行商业化批量生产，各项性能全面提升。由于真空钎焊技术的发展，1986年美国生产的轿车有一半装上了铝散热器，2008年的铝化率已超过80%；因为铝的价格比铜低，铝散热器的质量又比铜轻50%。
一、汽车轻量化是发展方向
汽车、轨道车辆、飞机、船舶是当代社会人类赖以生产和发展的四大交通运输工具，它们一方面为人类文明与社会进步作出巨大贡献，另一方面又排放大量温室气体，制造污染，破坏生态环境。因此，汽车工业的发展面临着三大问题，即三大挑战：节约能源，保护环境，提高安全、舒适、美观性。汽车性能的改善除在设计方面加以改进外，最主要的是采用轻质新材料取代钢材、铸铁、重有色金属制造的零部件，加速汽车轻量化进程，因为在设计方面的减重潜力不居首位，而可用的新材料有铝、镁、钛、高强度钢、复合材料等。
实践证明，尽量多地采用铝是解决汽车轻量化最有效与最佳的途径。铝有明显的减重效果和显著的节能效果，可大幅度减少温室气体与其他有害气体的排放，还能提高车的平衡性、乘坐舒适和安全性。采用镁制零部件的节能减排效果虽然比铝大，但铝的综合性能与性价比仍比镁大与优越。所以，在汽车制造中镁在可预见的时间内还不可能较多地替代铝。
美国曾一次又一次地颁布汽车的能效指标，2010年初美国能源部制订了小轿车新的能效标准，要求其燃油效率达到6.9升／100公里（在标准公路上行驶）。小轿车在标准公路上行驶时，车的自身质量消耗的能源占85%左右，这充分说明汽车轻量化的重要性与迫切性，也说明铝在汽车制造中有着巨大的市场潜力。
二、汽车产量持续调整攀升
铝在北美生产的轿车与卡车中的应用以曾所未有的速度增加。2009年汽车的轻金属用量占其自身质量的8.6%，而1990年仅为5.1%，到2020年可达11%。2009年轻型汽车的平均自身质量为1448千克，其中铝含量占7.8%，按每辆车的年平均增长率2.3千克计算，到2020年全世界汽车的平均用铝量可达1 36千克／辆。
北美是小轿车与轻型卡车用铝量的世界先锋，2008年约有50款车的铝含量超过其自身质量的10%。本田(Honda)和宝马(BMW)用铝量最多，每辆车的平均铝含量超过154千克。自2006年以来，通用汽车公司(GM)、丰田汽车公司(Toyota)、现代汽车公司(Hyundai)和大众汽车公司(Volkswagen)也增加了在北美销售的轿车铝含量。
全世界其他地区与国家生产的轻型汽车的铝含量也在不断攀升，特别是欧洲与日本，据杜克公司(Duker)估计，有67款汽车（欧洲49款、日本1 8款）的轻金属含量为182千克／辆，中国汽车的用铝量也在快速上升，杜克公司预计2020年中国汽车工业的用铝量将超过日本。2008年日本汽车工业的用铝量约170万吨，2009年约116万吨。据笔者预测2015年日本汽车的铝消费量可达190万吨，同年中国汽车工业的用铝量可在250万吨左右（含出口铝合金零部件），远超过日本。
通常，汽车工业用铝的结构如下：铸件及压铸件80%，其中压铸件占71.5%；轧制材9.7%；挤压材9.2%；锻件1.1%。国家不同，汽车产品的结构也会不同，用铝结构也会略有不同。总体来说，铸造产品占80%，用加工铝材制造的零部件只不过约占20%。不过随着用铝量的增加，加工材用量的增长速度会稍大于铸造铝合金。
汽车工业是中国的支柱产业之一，正在高速持续发展。2000年汽车总产量为207万辆，2009年为1371.9万辆，这9年的年平均增长率是24%，成为世界产销第一大国；自此以后，第一大国的局面不可逆转的，2010年产量可达1600万辆，2015年可达3300万辆。汽车用铝量中国尚无权威组织作过统计、发表过翔实数据，笔者估算，2009年用量约160万吨，含出口零部件的用铝量，如轮毂等；2009年轮毂的用铝量约60万吨，其中出口约31万吨。今后一段相当长的时间内，中国汽车用铝量的年平均增长率将大于汽车本身的增长率1.5个百分点，因为单台车铝含量增长率更快一些。2010年中国汽车用铝量会超过450万吨（含出口铝制零部件），这是指汽车的净用铝量，如果按采购的铝材及生产的铸件、压铸件的毛料计算，用铝量应该超过530万吨。
2009年中国汽车消费的160万吨铝中，加工铝材的用量约32万吨；2015年中国预计加工汽车铝材用铝量约97万吨，其中平板带材约495600吨、挤压材463200吨、锻件11200吨，不但量大，而且是高品质高技术产品，属铝材中的“精英”，既要求有良好的冶金组织与优秀的综合性能，又必须达到极为严格的尺寸偏差，适合于高速自动化线的生产与组装。
我们知道，凡是世界上大的铝业公司，不管是跨国的还是非跨国的，只要本国的汽车产量大，都把汽车铝材视为高技术高附加值产品，成立了汽车铝材部或组建了汽车铝材中心，如美国铝业公司、加拿大铝业公司（力拓加铝公司）、诺威力铝业公司、海德鲁铝业公司、萨帕铝业公司以及日本的神户钢铁公司、古河铝业公司与日本轻金属公司等，由中心负责汽车加工铝材的研究、开发、生产与技术服务。
中国已凌世界汽车产销量绝顶，很快也会成为全球汽车铝材用量大国，可是中国至今尚未有跻身世界先进水平专业汽车板带生产线。虽然西南铝业（集团）有限责任公司于2010年5月建成了一条汽车板带生产线，但与美铝萨马拉冶金厂(Alcoa SMA)2009年建成的2300毫米的BWG涂漆、退火、纯拉仲矫直、剪切等生产线及海德鲁铝业公司格雷文布罗伊轧制厂(Grevenbroich)的精整线相比，还有相当大的差距。汽车铝加工材在中国的消费量应该比美国、日本及德国的量都会大一些，因为中国不但在客车的铝材用量在增加，而且厢式车厢体的铝化率甚低，尚未进入起步阶段，而北美、欧洲、日本的铝化率都在92%以上。必须注意，提高厢式车的铝化率对节能减排与建设低碳经济有着重要意义。
无论从长远还是就近期来看，组建汽车铝材中心都是必要的。成立中心，首先要有一批高素质的人才，其次要有必要的设备。在设备方面，我国主机（热轧机与冷轧机）在数量与装机水平方面都不缺，都是世界一流的；我国缺的是精整设备，需要有集纯拉仲矫直、退火、脱脂、清洗、切边、纵剪、横剪、喷漆、涂层等于一体的生产线，应有激光精密剪裁设备。
汽车对铝板带表面状态有严格的各种各样要求：原轧制状态的，即用普通研磨辊轧制，表面有沿轧制方向分布的磨轧线印痕；有明显EDT辊轧制织构痕的（电火花加工辊轧制）；有不锈钢色调的；有薄阳极氧化膜处理(thin anoclised film，简称TAF)的，不但提高了材料的抗腐蚀性能，而且扩大了材料的表面积，增大了结合面积，因而粘接强度有所提高。
向汽车制造厂提供可供组装的铝制零部件，如轮毂、保险杠等，或经过精密裁切的可直接上冲制线的板材，是向汽车厂供应铝制零部件与加工材的发展方向；有些铝业公司现在已经这么干了。铝业公司向汽车厂派出工程师，参与铝制零部件的设计，行之有效，也是发展趋势之一。
三、中国组建汽车铝材中心不容迟疑
中国到了组建汽车铝材中心的时候了！再不能迟疑了，宜早不宜晚。希望有热连轧线的企业与有大型热轧机的企业不妨对此问题考虑一下。汽车铝材是个大市场，是个增长性的大市场，是一个高精铝材市场，谁先投资与花大力气进入这个市场，谁就会先受益。
汽车铝材中心的主要任务是：研发汽车新型铝合金，开发汽车铝制零部件新加工工艺，推广铝在汽车中的广用。希望有关部门制定强有力的汽车轻量化措施，特别是厢式车的轻量化，促进低碳经济与低碳社会的进程。
车用铝型材市场前景看好
2019-01-15 09:49:29
我国运输用铝型材的市场增幅很快，汽车、高速列车、城市轻轨、航空航天、船舶、集装箱及自行车用铝型材的应用不断增长，已占有全国铝型材市场1／3强。而近一段时间，尤以汽车用铝型材的发展更加引人注目。 多年以来，汽车行业一直在汽车的结构设计、材料选用和制造技术等方面开展试验研究工作，努力开发安全可靠、高速舒适、节能环保型现代汽车，其首要的问题是汽车轻量化。汽车轻量化是实现高速、安全、环保、舒适的较佳途径。 铝合金代替传统的钢铁制造汽车，可使整车质量减轻30％-40％，制造发动机可减重30％，制造缸体和缸盖可减重30％-40％，轿车全铝车身比原钢材制品轻40％以上，汽车铝合金车轮减重可达50％左右。 汽车轻量化的需求使得铝合金的发展面临一个更广阔的空间，据专家预测，汽车材料铝化率达到60％以上，在经济上是可取的。据此推测，未来汽车的铝化极限可达30％~50％或以上。 新的汽车铝材开发与应用集中在3个方面。其一，车身、车架全铝化及大型铝合金型材的开发应用。其二，防冲挡及车门刚性结构的全铝化。其三，转动部分零部件的全铝化。 国产汽车用材与国外有一定的差距，尤以轿车较为突出。上世纪90年代初期的产品或技术所用材料构成基本与国外同期同车型一致，但铝材用量低于当前国外各类汽车。并且受铝价及零部件加工技术水平所限，使一些引进车型原有的铝合金零件改用了其他材料，制约了铝合金材料在国产汽车上的应用。 随着世界汽车轻量化进程的加快，特别是加入WTO后，汽车市场竞争国际化日趋激烈，国产汽车要达到国外同类车水平，汽车用铝增加是必然趋势，铝合金的用量将随着各类汽车产量的上升而增加，必将给我国铝工业提供广阔的市场，带来新的发展机遇。
电动车铅酸电池三大忌
2018-12-19 09:49:46
铅酸电池三大忌：过充、过放、大电流放电！但，铅酸电池好就好在：无记忆！最容易犯的错是： a.过充！而此过充多半由于充电器不好造成的！ b.大电流放电：造成极板变形和脱落，不死都不行！所以上坡、启动助点力、尽量不带人、尽量不要频繁地加、减速！ c.不充满电，易形成硫酸铅结晶，所以容量越来越小！随用随充是最好的！！！夏天少充会、冬天多充会！有时间最好是用小电流充！ 电池容量不是越大越好，而是：10--14安时的最好！否则，薄如纸的极板颠都能颠坏！ 铅酸电池组：往往是一块电池先坏，其它的不一定坏噢！但配组要技术、经验和一定的仪器！所以，J商都很愿意回收你的旧电池组！捷马电动车养护： 一忌电池用尽了才充电 多数人通常在电动自行车电池完全用尽后才想起给电池充电。殊不知电池最好在完全用尽之前充电，否则将加快电池衰减，缩短电池的使用寿命。二忌电不充满就使用 一些人由于晚上很晚才想起要给电池充电，结果到第二天使用时，电池还没有充满。每次给电池充电时都应该充满后再使用，如果偶尔一次没充满即使用对电池影响也不太大，但如果经常不充满就使用，电池将产生一种“记忆”，以后电池就不会完全充满电，影响其蓄行里程，同时也损耗电池使用寿命。三忌长期不用不充电 一些人可能会有一两个月甚至更长时间不使用电动自行车，此时也不会想到给电池充电。实际上，电池在不使用的时候也会放电，长久不用又不给电池充电，会减弱电池的性能。正确做法是：长期不使用时，每隔半个月左右给电池充一次电。四忌快行急刹车 电动自行车能达到较高的速度，不少消费者喜欢骑快车，遇到情况又紧急刹车。电动自行车在高速下紧急刹车，不安全因素增加，可能会造成翻车事故。正确的做法是：骑行速度不要太快，停车要缓慢降速。 五忌起步爬坡不助力 骑电动自行车就为了省力，不少人不在电池用光的时候是不会人力骑行的，包括起步和上桥、爬坡时。其实电动自行车在起步、爬坡、负载较重的情况下骑行，电池放电量会比平时高，电流会明显增高，人不助力，对电池是一种损伤。因此，在起步、爬坡时，最好人力能带一带。
电动车废旧电池期待循环再利用
2019-03-13 11:30:39
跟着电动车数量急速添加，作为电动车首要动力源[1.76% 资金 研报]的铅酸蓄电池作废量也急剧添加，其环保问题日益严重。保存估量，现在市区电动车保有量超越200万，假定其间1/5需替换电池，那么就有40万辆。以每辆4块电池重16公斤计，每年发生的废旧电池将近6400吨。如此巨大的数量，已引起有关部分、环保人士、科研机构的重视，不少厂商看准其商场前景，活跃争切废旧电池处理和循环运用“大蛋糕”。日前，记者就废旧电池的流向及其收回和再运用问题，进行了走访调查。
废旧电池多被收回公司买走“电池供应商并不收回废旧电池，咱们首要经过‘以旧换新’招引顾客，收到的旧电池一般卖给收回公司。”航海路某品牌电动车电池供应人员通知记者，店里每月收回废旧电池均匀在20组左右，报价因电池品牌及容量不同略有不同。许多品牌电动车供应门店也都供给“以旧换新”效劳。“电池均匀一年半就要替换一次，报价占电动车价格三成以上。”某品牌代理商付先生表明，除了电动车外观和质量，顾客很介意电池功能和能否“以旧换新”。
遍及街头巷尾的电动车修理店，也是废旧电池的“集散地”。“旧电池拿到咱们这儿能够抵价换新很合算，当废品卖一斤才值两块多。”工人路一家修理店的王师傅介绍说，他们换下来的废旧电池首要卖给了废旧电池收回厂。
收回电池多卖给金属冶炼厂商电动车及电池出产厂商许多，但有才干处理收回环节的很少。那么，这些收回的电池又去了哪里呢？一收回站点工作人员通知记者，现在收回废旧电池的多是私人小老板，收回的电池大都卖给冶炼厂炼铅了。但也有一些小修理店，自即将废电池里的电解液替换，使电池重新储存电量，然后再贱价卖给顾客。这样的创新电池，往往用不了多长时间，随意丢掉的电解液也污染了环境。
循环运用才干削减环境污染绿色困局，能否完成“技能”的破解？不少厂商和科研机构都在活跃探索。郑州广晟兴威动力科技公司铅酸循环绿色电池项目已进入实验推行阶段。“咱们研制的铅酸旧电池修正技能，完成了修正过程中不崩溃旧电池，不替换外壳，不发生污染，修正后的循环电池仅为新电池造价的70%，有用处理旧电池再循环运用问题。” 公司负责人通知记者，该技能属国家863科技要点专项子项目。现在的商场运用检验结果表明，修正后的循环电池，能效可与新电池相媲美。
有序收回循环运用期盼有法可依怎么给电动车电池一个“绿色归途”？让电动车给人们带来方便快捷的一起，真实完成绿色、节能环保。清华大学动力研讨所教授李纯真表明，在铅酸蓄电池范畴，收回空缺发生的铅污染远大于制作过程中发生的污染。他主张，每个区域都应由政府主导，设置一致的废旧电池集散地，进行再生循环运用，在再生环节对废旧电池进行分拣分类把关，最大化削减电池作废冶炼数量。
李教授表明，清华正在与广晟等厂商协作，研讨拟定铅酸蓄电池作废、修正和循环工业园建造标准，开宣布能与新电池标准类同的职业标准。
采访中，不少业内人士主张，从制作、供应、运用、修理到收回运用、最终处置，每个环节都应有相关部分加强环境管理，树立规范系统，真实打造电池职业循环经济、绿色工业。.
如何通过内部涂层增强车用铝铸件应用？
2019-03-04 10:21:10
跟着铝已成为轿车制作的优选材料，致力于先进材料开发和运用的全球领导者正通过避免熔融保温工艺中发生的金属污染来协助铸铝厂进步产值并削减废品率。
摩根先进材料公司非常重视铝污染所带来的结果，因而该公司持续大力研宣布两种专业涂层用于熔融工艺中的分散阻挡层。尽管铝一般会与其他金属或元素熔成合金为各种运用供给精确的机械和化学特性，但它与坩埚的化学反应会发生污染和杂质，并影响材料在熔融后的全体微观结构。
摩根先进材料熔融金属体系全球技能总监MircoPavoni解说到：“铝在熔融过程中发生的杂质和金属间化合物会下降铝材料的全体延展性，并构成位错。铸件的质量一般会遭到金属杂质的明显影响，并导致废品率的添加。因为轿车职业加大了对铝的运用力度，旨在通过削减分量来下降排放量，因而出产尽可能纯的材料至关重要。该职业的竞赛越来越剧烈，本钱压力也在不断添加。这意味着更高的铸件质量，更低的废品率以及更佳的坩埚运用寿命等要素会对本钱带来巨大影响。
为此，摩根研宣布PRO和STAR涂层，通过验证，它们在削减铝合金杂质，避免材料污染及坩埚中熔渣方面特别有用。这些专业配方可用于坩埚内表面，避免金属和坩埚之间发生化学反应，可作为削减杂质的屏障。PRO涂层的运用相对简略，能够与水混合，然后由受过练习的手艺劳动者用刷子涂覆到坩埚上。它还能够用作砂浆，修正已损坏或残缺的区域，较大化地延伸坩埚的运用寿命。
STAR涂层更为先进，可为粘土粘合及碳粘合的坩埚带来更佳的作用。它必须由娴熟的主管来操作，运用特定的喷在坩埚内构成纳米颗粒层，然后在特定条件下烧结，以保证其结实结合。这削减了清洁时刻，一起其产出的金属纯度比标准坩埚制成的更好。
Mirco还补充到：“PRO和STAR涂层是咱们在材料科学、运用工程技能方面的专业知识，以及咱们对终端用户需求长时间重视的效果。因而，咱们能向客户供给更优异的产品。咱们还进步了内部研制才能，服务于轿车和航空航天业等铝运用越来越广泛的群众商场。
车用铝合金板材温冲压成形技术
2018-12-29 09:43:11
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（ASPH）大于540件。汽车底板温冲压工艺流程如图10。 近年来，铝合金板温成形技术开始应用于汽车车身。 图11为湖南大学中汽轿车车身外覆盖件铝板冲压件。目前，板材温成形冲压技术用于车身铝板冲压仍存在一些不足，主要表现在以下方面。
（1）成形性还需继续改善。铝合金板材的局部拉延性不好，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，影响表面质量。
（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。
用硫酸从LD炉渣中浸出钒
2019-01-24 09:37:06
为了炼钢厂LD（Linz－Donawitz）转炉渣中提取钒，M.Aarabi－Karasgani等研究了一种碱性焙烧－酸法浸出工艺，并确定了各影响因素对钒溶解动力学的影响，浸出渣用XRD、XRF及SEM/EDX分析仪分析。最佳工艺条件：浸出温度70℃，固液质量体积1/5，酸浓度3mol/L，浸出时间150min，在此条件下，钒最大回收率达95%，炉渣粒度对钒的溶解影响很大，当粒度小于0.850mm时，钒浸出率最大。钒在硫酸中的溶解表明浸出动力学分为2个阶段：在初始15min内，钒浸出率迅速增大；随时间延长，浸出率开始下降。炉渣的酸浸动力学可用收缩核心模型来描述，改进后的收缩核心模型表示长时间的浸出过程，此过程中，钒最初回收率（长时间浸出的开始阶段）不是0。结果表明，无论浸出时间长短，低温下的浸出动力不均由化学反应控制，高温下的浸出速率由固体产物的扩散状态决定。
【技术帖】泡沫铝如何解锁车用铝合金？
2019-03-11 13:46:31
这年头，一说轿车黑科技少不了谈轻量化。一谈轻量化，咱们言必称铝合金。一说铝合金，连它的来路也都跟邻家小李子相同被人摸的门儿清：不就是运用冲压工艺制造铝合金板材、运用铸造工艺制造铸铝件么？ Too young。还有许多办法解锁铝合金哦，比方——泡沫铝。 ▲这货与泡沫和车有啥联系？ 泡沫铝前史 大龄女青年想要找对象，一般要求都不高。不需要满意3个180（不要问什么意思，车聚君这么纯真怎样知道），只需要他像彭予晏相同阳光英俊会撩妹，又像王宝强相同忠诚厚道收入高，就能够了。 嗯，赶忙从娱乐圈醒来。 在轿车圈，却还真有这样一种材料。它像泡沫相同，孔隙率大、比表面积高、阻尼减震强；又像金属相同，比强度高、比刚度高、耐高温、质量还轻，简直是造车者的梦中情人。 但你并不是在做梦。早在20世纪40年代后期，美国就首先研讨这种材料，并于1951年科学家Elliot首先成功出产出泡沫铝。 泡沫铝是一种在铝基体中包括无数个气泡的轻质多孔金属材料,它一起兼有金属相气泡特征,是一种具有广泛运用远景的物理功用材料。 首要结构特色 (1)孔结构可调。可分为两种状况:一种是具有独立孔洞结构,涣散的气泡或空心的颗粒散布在金属基体中(有人称之为海绵铝);另一种是具有贯穿的孔洞结构(有人称之为蜂窝铝)。 (2)孔径较大。改变规模为0.1~10.0mm(一般粉末冶海多孔金属孔径径不大于0.3mm)。 (3)空泛率高。改变规模为40%~90%（一般粉末冶金多孔金属空泛率不大于30%）。 (4)密度小。改变范圈为0.2~0.9/cm3（仅为同体积铝的1/10~1/3）。 可是这种材料在发泡工艺、泡的巨细和均匀性上很难操控，出产难度很大，其时并没有得到大规模运用，且在尔后40多年里泡沫铝的制造和运用一向处在阻滞状况。直到80年代末，日本神州工业技术研讨所改进了泡沫铝的出产技术，国际上再次兴起了关于泡沫铝材料的开发热潮。 那场在1999年德国不来梅举办的第一届国际泡沫金属学会议，可谓泡沫铝腾飞的里程碑事情。尔后泡沫铝就真实意义上从暗地走向了台前，工业化程度也越来越高，再也不是试验室里无人问津的科研材料了。 首要功用特色 高阻尼减震功用及冲击能量吸收率：阻尼功用为金属铝的5-10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发作50%变型时，可吸收2.5MJ/M3C以上的能量。 杰出的声学功用：1、隔声功用（闭孔）：声波频率上800-4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。2、吸声功用（微通孔和通孔）：声波频率在125~4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8，其倍频程均匀吸声系数超越0.4。 优秀的电磁屏蔽功用：电磁波频率在2.6-18GHZ之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60-90dB。 杰出的热学功用：通孔泡沫铝因为其孔洞彼此连通，在强制对流条件下具有杰出的散热性。不焚烧且有较好的耐热性。耐腐蚀性、耐候性好，低吸湿，不老化，无毒性。 易加工：切开、钻孔、胶结便利；经模压可曲折成所需形状；能用有机或无机漆进行表面处理；能够双面蒙皮，构成大尺度的轻质、高刚度板。 易装置：泡沫铝材料能够被装置在高处而无需机械起重设备，如：天花顶棚、墙面和房顶等，能够选用机械办法或直接用螺钉衔接和固定，也能够用粘接剂粘贴在墙或天花板上。 金属薄板——泡沫铝——金属薄板构成的“三明治”结构承继了泡沫铝的优异功用，并具有很高的抗弯强度，可用作新型建材、机车车辆的高刚度结构件等。 泡沫铝制备办法 泡沫铝制备工艺有20多种，触及的范畴十分广，但关于轿车工业来说，泡沫铝报价并不低价，加工工艺也比较复杂，各种制备工艺的稳定性和再现性都不是很高，孔结构的不均匀问题也还没有得到彻底处理。 泡沫铝制备首要为凝结法、烧结法、堆积法等，其间溶体发泡法相对简略，孔隙可控，本钱较低，比较合适规模化出产大规格的泡沫铝材料。 泡沫铝在轿车工业中的运用 因为泡沫铝具有轻质、高比强度、高比刚度、阻尼减震、吸声隔热、电池屏蔽等特色，在航空航天、高速芯片，建筑材料中均有所运用，近些年这种材料又逐步进入轿车范畴。 泡沫铝经典运用之一就是泡沫铝夹层结构，因为归纳了泡沫铝和金属板件的功用，这种结构强度较好，刚度进步2倍以上，阻尼、防撞才能进步3倍以上，且同比质量大大下降。 ▲出于防弹、防爆意图，奥巴马乘坐的“陆军一号”防弹轿车选用了很多泡沫铝材料 OME公司从前规划过一款轿车，底盘选用了泡沫铝三明治板结构，这种材料运用后，在同种结构下能够减低25%的分量。 据报道，假如将泡沫铝零件替代传统的轿车铸件，在零件强度不变的状况下，质量能够减轻50%以上。 此前，BMW曾联合澳大利亚轻金属功用研讨中心（LKR），研发了一种泡沫铝结构的发动机支架，在强化车架刚度，进步构架稳定性的一起还能耗散机械振动和热能。 而德国卡曼轿车公司则选用三明治式复合泡沫铝材来制造吉雅轿车（Ghiaroadster）的顶盖板，在质量下降25%的一起，刚度比本来的钢构件大7倍左右，真可谓一举两得。 泡沫铝作为吸能缓冲结构存在时，多是运用在吸能盒、门梁结构、保险杠中，能够到达缓冲吸能的意图。例如用泡沫铝作夹芯制造轿车保险杠，具有吸收碰击动能的功用，因为回弹率很小（小于3%），能够有用防止二次磕碰损伤。 咱们再具体聊聊咱们比较生疏的几项： 吸能盒 这种填充结构吸能才能，大于吸能盒与泡沫铝独自吸收能量之和，并且因为泡沫铝的各向同性，在偏置磕碰中也能取得很好的能量吸收。 跟着人们安全意识的进步，行人安全概念也逐步成形。而这种结构能够彻底吸收掉车辆以15Km/h速度碰击的一切能量，正能对行人安全起到维护作用。 NVH 吸热隔音上，泡沫铝也能起到马到成功的成效。比方它就被运用在了客车中。 客车泡沫，泡沫铝吸声板通过耐火处理，能够适用在近600℃的尾气温度。降噪作用为阻抗型消声内芯、并联共振式消声内芯消声器的2～3倍，分量减轻1/3左右。 此外，用泡沫铝材料制造轿车地板、距离、车门夹心板等也能到达隔音、隔震的作用。 顶盖 轿车顶盖作为轿车上最大面积的掩盖件，怎么归纳分量和强度的要求一向让供应商头疼。选用泡沫铝夹心板，厚度仅为2mm左右，刚度为钢板顶棚的7倍，分量还能减轻50%以上。 对未来的预期 当然了，看似完美的东西总归有着让人无法的缺陷，现阶段来说，泡沫铝的长处与高本钱比较并不占优势。 未来，独自的泡沫铝结构在轿车上的运用可能会遇到瓶颈，但假如将这种材料和其他材料如金属、高分子等进行结合或许是种启示。 比方将泡沫铝和铝合金或碳纤维复合材料等结合，能够必定程度上缓解碳纤维材料本钱高、脆性大，易开裂的缺陷，一起又能取得杰出的隔热静音、耐高温功用。 反过来也是相同的，将碳纤维作为辅材运用于泡沫铝中，进步泡沫铝自身的功用也是大有远景。现在现已呈现了一些关于碳纤维增强铝基泡沫材料的研讨，试验作用也阐明其在坚持泡沫铝原有功用的基础上，进一步进步了材料的物理功用，终究取得高吸能、阻尼减震、孔壁耐性较好的泡沫铝材料。 怎么取得更好的三明治结构，加强泡沫铝和其他材料之间的结合力，强化各材料的功用特色，或者是寻求出一种新的结构，如多层的夹层结构等也不失为一种比较好的挑选。 总归，虽然泡沫铝的研讨现已比较深化，在其他工业中得到了多方面的运用，可是关于轿车工业来说，它还远远没有到达彻底老练的境地，现在也仅在一些轿车零部件上运用，但作为一种功用优秀的材料，它的运用远远不止如此，将来泡沫铝和多种材料之间的结合会是一种趋势。 小结： 泡沫铝作为一种功用优秀的材料，在轿车范畴的位置应该更高，在铝合行其道的现代轿车工业中，它应该得到更多的注重。处理其本钱和单一性，找到更好的结构和材料复合办法，或许是这种材料的新发展方向。
车用铝合金滤清器激光焊接工艺研究
2019-01-08 17:01:49
节能降耗和减轻环境污染是世界各国交通运输业面临的紧迫问题。为解决这一问题，各种轻质合金(如铝、镁合金) 越来越多地应用于交通运输工具上。其中铝合金具有十分优良的物理、机械力学性能，且重量轻，在汽车制造业得到了广泛应用，其中滤清器就是较典型的应用之一。由于铝合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且具有难熔性质，加之铝合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象；同时，氧化膜可以吸收较多的水分，从而导致焊缝气孔的形成；此外，铝合金的线膨胀系数大，导热导电性强，焊接时容易产生咬边、翘曲变形等缺陷，并且焊后接头力学性能下降。采用常规的氩弧焊( TIG) 和惰性气体熔化级电弧(MIG)方法焊接铝合金时，容易产生气孔、焊接裂纹以及焊接变形大等问题，制约了其在工业中的应用推广。与常规的焊接方法相比，激光焊接是一种功能多、适应性强、可靠性高的精密焊接方法，且易于实现自动化。由于激光高的功率密度，焊接时热输入量低，在保证熔深的基础上，焊接热影响区小，焊接变形小，激光焊接不需要真空装置，因此激光焊接具有质量高、精度高、速度高的特点。同时随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发, 使得铝合金激光焊接技术在汽车制造业得到了广泛应用。
本文以车用铝合金滤清器为研究对象，分析了车用铝合金滤清器焊接的工艺要点及相关影响因素。滤清器焊缝为环焊缝，接头为锁底对接，要求焊缝表观均匀美观，熔宽达2mm以上，熔深达1.5mm以上，样件如图1所示。图1 样件
1 设备、材料及方法
设备：Trumpf 3001激光器和焊接头（光学配置：聚焦镜焦长为300mm、准直镜200mm、光纤芯径300μm），如图2所示；图2 Trumpf激光器和焊接头
材料：6系铝合金；
方法：激光焊接头在固定位置不动，工件绕固定轴旋转实现环焊缝焊接，焊接过程采用高纯Ar气旁轴保护。
2 焊接工艺易出现的问题
1、保护气吹向导致的问题：当保护气吹向与工件旋转方向同向时，即保护气后吹，因而焊接过程中保护气不能及时将待焊焊缝处空气排开，易导致焊接过程中空气的混入，从而使得焊缝极易氧化，焊后焊缝表面发黑且成形很差（如图3所示）。图3 保护气吹向与工件旋转方向同向形成的焊缝形貌
2、使用小内径气管导致保护范围过窄，且单位面积气体吹力过大：如当采用内径为4mm单铜管保护气保护，且样件是竖直摆放时（如图4所示），由于液态铝合金流动性较大，在保护气吹力和自身重力等因素的作用下，熔池中的铝合金易往重力方向下流，导致焊后焊缝下塌（如图5所示）。另外，小内径铜管的气体吹向面积小，气体吹力较大，也易导致焊缝成形不稳定。3、保护气不纯导致焊缝局部氧化，表面发黄：由于铝合金化学性质较活泼，在高温下极易氧化，因而焊接铝合金滤清器时保护气要采用高纯氩气（纯度99.99%），采用纯氩（纯度99.9%）保护时，由于高温焊接时气体杂质的侵入，也会导致焊缝局部氧化，甚至焊接不良，如图6所示。图6 保护气不纯导致的焊缝不良
4、工艺参数不匹配导致的焊接不良：激光焊接根据熔深的不同分为热导焊（功率密度在105 W/ cm2 —— 106 W/ cm2 之间）和深熔焊（功率密度在106 W/ cm2 —— 107 W/ cm2之间），热导焊时浅层金属主要靠表面吸收激光能量后向下的热传导而被加热至熔化，形成的焊缝近半圆型，焊缝熔深较浅。在激光焊接过程中小孔的出现可大大提高材料对激光的吸收率，小孔作为一个黑体可使焊件获得更多的能量耦合，这是获得良好焊接质量的前提条件。铝合金对激光具有极高的初始反射率，对C02激光束的反射率可达96％，对Nd：YAG激光束的反射率也接近80％。铝合金的热导率在室温下约为普通中碳钢的3倍，因此在实际焊接铝合金过程中，需要保证足够的激光功率，以获得需要的熔深。在不同铝合金的激光焊接中都发现存在一个激光能量密度阈值，若低于此值，焊件仅发生表面熔化，焊接以热传导型进行，熔深很浅，仅在表面形成一道激光冲击痕，而一旦达到或超过此值，等离子体产生，同时诱导出小孔，熔深大幅度提高。因而铝合金激光焊接若想达到深熔焊效果，需要达到一定功率值。但功率也不能达大，易导致因热输入过大使得焊缝凹陷，咬边严重，如图7a所示。在能量小于激光能量密度阈值时，会出现明显的热传导焊形貌，如图7b所示。图7 激光功率对焊缝成形的影响
3 解决方法和结果
1、针对保护气体吹力过大且吹向面积过小而导致熔池不稳定、焊缝保护范围过窄的问题，采用内径较大的保护气管（直径9mm）替代，如图8所示。该气管能在对熔池形成较大保护范围的前提下，减弱气体对熔池成形的干扰。图8 大内径气管保护
2、为了满足焊缝表面成形均匀美观和熔宽2mm以上的要求，采用了慢速、离焦焊接。另外焊接过程中采取上坡调时间100ms、下坡调时间300ms，以减小收弧处形成的弧坑。
选取表1参数作为优化的焊接工艺参数，焊后样件如图9所示，收弧形貌如图10所示。焊缝表面形貌和横断面形貌分别如图11和图12所示。从图9、图10和图11中可以看出，焊缝表面形成细密且均匀一致的鱼鳞纹形貌，并且没有任何表面裂纹和气孔等缺陷，另外收弧弧坑大大减小。从图12中可以检测出，焊缝熔宽达2.5mm，熔深达1.7mm，且内部无气孔、裂纹等缺陷。
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