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轻量化技术应用平台

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第一部分 镁铝合金及其应用

柯恩汽车在镁铝合金、轻量化技术方面,涌现出一批研究成果,填补国内空白,其生产工艺先进,采用高温、高压将镁铝合金熔炼、压制成型,这种制造工艺能充分发挥镁铝合金的特点。柯恩镁铝合金的应用范围:

合金名称

特征

应用范围

AZ91D 

强度高、耐腐蚀性好

电器产品的壳体等

AM60B 

延伸率大、抗冲击力大

方向盘和座椅等

AS41B

抗蠕变性能好

减速箱等

柯恩镁铝合金

强度高、耐腐蚀性好;延伸率大、抗冲击力大;抗蠕变性能好。

可以得到广泛适用

经测算一台普通汽车所用燃料的65-70%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高8%以上;汽车自重每降低100kg,每百公里油耗可减少1L左右。目前镁铝合金在汽车整车重量的比重呈现逐年增加的趋势,一方面是科技不断进步,一方面是对绿色低碳出行的迫切需求。经测算在普通轿车上使用由柯恩汽车研制的创新型镁铝合金,可以减少45%的重量,具体如下:

部件

潜在取代重量(Kg) 

镁重量(Kg) 

减轻(%)

减轻重量(Kg) 

壳体 

12.8 

5.4 

58 

7.4 

内饰件 

31.2 

21 

33 

10.2 

动力系统(引擎) 

55.2(33.5) 

36.2(22.2) 

35(34) 

19.1(11.3) 

悬挂件 

62.2 

25.9 

58 

36.2 

刹车 

3.9 

1.8 

54 

2.1 

框架 

14.5 

7.2 

50 

7.3 

转向 

5.6 

3.9 

42 

1.7 

电气外壳 

3.2 

1.8 

44 

1.4 

合计 

188.6 

103.2 

45 

85.2 

镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。

镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600MPA以上。屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,可做到100%回收再利用。镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。 镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达0.4mm,适应制造汽车各类压铸件。

第二部分 泡沫铝技术以及应用

泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺而成,同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。

泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景,是很有开发前途的工程材料,特别是在交通运输工业,航天事业和建筑结构工业等方面。

一、 性能特点

1.轻质:密度为金属铝的0.1—0.4倍。

2.高比刚度:其抗弯比刚度为钢的1.5倍。

3.高阻尼减震性能及冲击能量吸收率:阻尼性能为金属铝的5-10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发生50%变型时,可吸收2.5MJ/m3以上的能量。

4.良好的声学功能:

(1)隔声性能(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)吸声性能(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,其倍频程平均吸声系数超过0.4。

5.优良的电磁屏蔽性能: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。

6.良好的热学性能:孔隙率为80-90%的闭孔泡沫,相当于大理石。通孔泡沫铝由于其孔洞相互连通,在强制对流条件下具有良好的散热性。

7.不燃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。

8.易加工:切割、钻孔、胶结方便;经模压可弯曲成所需形状;能用有机或无机漆进行表面处理;可以两面蒙皮,构成大尺寸的轻质、高刚度板。

9.易安装:泡沫铝材料可以被安装在高处而无需机械起重设备,如:天花顶棚、墙壁和屋顶等,可以采用机械方法或直接用螺钉连接和固定,也可以用粘接剂粘贴在墙或天花板上。

10.金属薄板—泡沫铝—金属薄板形成的“三明治”结构继承了泡沫铝的优异性能,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。

一、 结构特征

1.较大的孔径0.3-7mm;

2.较高且可控的孔隙率:63%-90%;

3.比表面积大10-1125px2/cm3;

4.孔结构多样化;闭孔、通孔及微通孔泡沫铝;

5.金属骨架成份及孔结构可控,能适应不同需求。

二、 应用范围

泡沫铝可用于城市轻轨、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及声学室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。吸声的泡沫铝粘贴到混凝土或钢结构上,竖在高架桥、轻轨两旁作为大型吸音墙,可以减轻城市交通噪声。隔声的泡沫铝可用于工厂机房、机器设备、户外建筑工地的噪声隔离,解决了广泛应用的玻璃棉、石棉等吸声材料的许多局限性。

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