在當今發動機技術提升難度日益加大、動力電池效率不盡如人意的背景下，不論對傳統燃油汽車，還是新能源汽車，輕量化技術都是一項共性的基礎技術。鋁合金作為一種具備多種優良性能的輕質材料，成為目前汽車輕量化技術發展中的首選材料。

車身質量占汽車總質量的40%左右，對于整車的輕量化而言，車身的輕量化起著舉足輕重的作用。

我們今天就來聊一聊汽車車身用鋁合金零件關鍵制造技術，包括鋁合金汽車板材和管件液壓成形工藝、板材溫沖壓成形技術、型材擠壓成形和結構件鑄造（鑄鋁）成形技術等。

鋁合金在車身上的應用

鋁合金的牌號依據所含非鋁元素的種類與含量的不同，分為1000到9000共九大系列。

汽車車身用鋁合金材料主要包括：銅元素含量最高、硬度也較高的2000系，主含鎂元素、又稱“鎂鋁合金”的5000系，鎂硅含量高、抗腐蝕和抗氧化性能好的6000系，汽車車身的不同受力部位會采用不同系列型號的板材、型材、管材及高性能鑄鋁等鋁合金材料。

骨架部分：車身受力最大的部分，采用2000系或7000系材料，可熱處理強化。

外板部分：車身次要的受力部位，采用5000系或6000系材料。

車門部分：采用5000系或6000系材料。

地板部分：采用5000系或6000系材料。

鑄件：采用高性能鑄鋁合金，可熱處理強化。

鋁鑄件被制造能夠承載大載荷的部件，明顯減輕了重量但同時還具有高的強度。這些板件具有復雜的幾何形狀，通常是用真空壓鑄的方式，使它具有較高強度。鋁鑄件還具有高的延展性，良好的焊接性能，較高的塑性，保證了在發生碰撞時的高安全性。這些鑄件的鋁合金類型是5000或6000系列鋁合金。目前鋁鑄件主要運用到電動車電池包結構箱體上比較多。

汽車車身用鋁合金零件關鍵制造技術

汽車車身用鋁合金零件主要有鑄造(鑄鋁)連接件、覆蓋件(板材沖壓)、擠壓型材骨架結構件、液壓成形板材覆蓋件和管材結構件等。

普通沖壓工藝加工鋁合金表面質量差，成品率低（只有70% 左右），不能滿足車身零件高精度、高可靠性、高效率和低缺陷制造的要求。汽車車身零件的液壓成形技術在歐美、日韓等發達國家的汽車產業中獲得了大量應用，設備最高壓力達到了400 MPa，加工出鋁合金汽車發動機罩內外板、車門內外板及翼子板等覆蓋件已裝車應用。

大型鋁鑄件、液壓成形部件是鋁合金成型的兩項核心技術。

與沖壓工藝相比，液壓成形工藝的優勢如下：

（1）減小毛坯尺寸，節約材料；

（2）提高成形極限，減少成形道次；

（3）零件的表面質量和尺寸精度大幅提高；

（4）降低配套模具數量和成本；

（5）減少后續機械加工和組裝焊接量；

（6）可以成形形狀復雜、變形程度大、整體性要求高的零件。

這項技術在國外已成為汽車輕量化的主流技術，并朝著集成化、快速化、大型化、精確化等方面發展。雖然國內在大噸位液壓成型樣機研制方面已經取得成功，如1600 t 和1050 t 材料液壓成形設備，但是在國內推廣應用鋁板液壓成形技術還存在著以下主要難點：

（1）基于鋁板液壓成形設計知識的欠缺。提供給設計人員的液壓成形知識不系統、不全面，造成我國設計人員無法或根本不能夠考慮到液壓成形技術在輕量化結構件上的應用。

（2）面向液壓成形技術的鋁板材料成形性和零件質量控制體系的研究不足。多數面向普通沖壓成形的鋁板材料成形性和零件質量控制研究的結果并不適用于液壓成形技術。

（3）諸多的工裝模具及超高壓液壓源系統面向產業化的關鍵技術有待突破。

（4）以鋁板液壓成形為核心的全系統聯動的裝備研究不完善。

由于上述原因，面向產業化的并聯動作系統并未得到實際的應用，工裝和模具開發成型難度大、調試周期長，因而成本較高，在國內車型仍鮮見應用。

鋁合金板溫成形工藝受到材料成形性能、工藝參數與模具的設計、潤滑與摩擦狀態等諸多因素的影響，目前仍是一項待進一步研究開發的板料沖壓成形新技術。如果得到突破，則可以提供高效率成形技術——平均每小時生產零件（ASPH）大于540件。

近年來，鋁合金板溫成形技術開始應用于汽車車身。目前，板材溫成形沖壓技術用于車身鋁板沖壓仍存在一些不足，主要表現在以下方面。

（1）成形性還需繼續改善。鋁合金板材的局部拉延性不好，容易產生裂紋，特別是形狀比較復雜的零件。

（2）零件表面質量不夠理想。為避免拉裂，常常導致沖壓拉伸不充分，作為外覆蓋件容易出現局部面畸變等缺陷，影響表面質量。

（3）尺寸精度不容易掌握，回彈難以控制。由于上述原因，鋁板沖壓模具開發難度大、調試周期長，因而成本較高，難以滿足高檔轎車車身件的質量要求。

型材擠壓成形在車身設計中，應用空間框架設計可使車身的靜態扭轉剛度提高60% 。型材擠壓成形技術是一項車身框架型材伺服控制擠壓彎曲一體成形技術，也是實現空間框架設計的主要技術手段。

德、日、美等國已投入大量人力物力，攻關大型扁寬鋁合金型材擠壓工藝、精密淬火與人工時效、精整校直等關鍵技術。一些新的擠壓技術也相繼被開發出來，如高速擠壓、靜水擠壓、無殘料擠壓、變截面擠壓等。

中高檔汽車如奧迪、寶馬旗下眾多車型、日產系列、通用君威和君悅以及豐田皇冠等，都采用鋁合金作為防撞梁和吸能盒的材料。

型材擠壓成型過程實際是從產品設計開始的。產品的使用要求決定了產品的許多最終參數，如產品的機械加工性能、表面處理性能以及使用環境要求等決定了被擠壓鋁合金的種類。產品的設計形狀也會決定鋁型材性能以及擠壓模具的形狀。