汽车发展事业部

一、汽车用铝使用现状

随着汽车工业的快速发展,铝材在汽车工业领域的开发和应用越来越广泛(如上图1、2、3、4所示)。世界各国汽车工业用铝合金材料的品种结构基本上属两大类,即铸造铝合金和变形铝合金。为满足汽车工业生产使用量的需求,提高生产效率,降低制造成本,目前,汽车工业选用铸造工艺生产铝合金零件较多,汽车用铝约四分之三为铸造铝合金。汽车用铸造铝合金以Al-Si系合金为主,所用铝铸件多采用压力铸造、低压铸造和金属型重力铸造工艺生产,其中压铸件占70%以上(如下图5、6、7、8所示)。

二、汽车用铝开发新方向

汽车悬架零部件所使用的合金以6061-T6为主。这是因为2×××系合金、7×××系的合金的强度虽然很高,但在盐碱地区发生点腐蚀的情况很多,在耐腐蚀性试验后确认2×××系合金、7×××系合金的疲劳强度都比6061合金低。因此,以6061合金为基础,在其中添加微量的Cu和适量的Mg、Si开发具有优良的耐蚀性,而且有较高的疲劳强度,同时成本较低的新型铝合金挤压型材压铸材料也是今后的发展方向。

转向机构及制动器零部件由于形状的原因大多使用铝铸造产品。多数零部件必须能承受超过10MPa(100大气压)的压力,并有良好的耐腐蚀性和强度,需要开发具有这种特性及铸造性的优秀合金。此外,考虑到制动器耐热的影响,要研发一种有良好铸造性能的Al-Cu系铸造合金。为了获得良好的综合性能以Al-Si系为基础开发新的铸造和压铸铝合金材料也是一个新的方向。

三、搅拌摩擦焊与汽车工业发展

搅拌摩擦焊接过程中在剧烈的搅拌、摩擦及锻压作用下,焊缝金属材料塑性软化,随着搅拌头的旋转由搅拌针的前沿向后沿转移,并在搅拌轴肩的作用下,受到挤压和锻造,最终得到了精细的锻造组织接头,由于整个焊接过程中被焊接金属材料没有经过“熔化-凝固”过程,所以得到的是优异的固相接头连接。搅拌摩擦焊缝组织中不存在热裂纹、液化裂纹、氢气孔等在熔化焊接工艺中经常存在的焊接缺陷;焊接接头可以采用对接、搭接或丁字接头等多种形式。

新材料、新结构的使用,需要采用新的连接技术,搅拌摩擦焊技术的发明恰好满足这种需求。目前,搅拌摩擦焊技术在汽车制造业中的应用主要包括以下两方面:

1. 搅拌摩擦焊技术直接用于某些汽车零件的制造,如铝合金汽车轮毂、铝合金挤压型材、缝合坯料、电动汽车底盘零件、汽车电子控制单元(ECU散热器)等;

2.搅拌摩擦焊接的延伸技术用于汽车零件的制造,如搅拌摩擦点焊用于汽车车门的焊接等(如下图9、10、11、12所示)。

               图9 搅拌摩擦焊接原理图               图10 搅拌摩擦焊可实现的焊接形式               图11 FSW、TIG冲击强度对比               图12 FSW点焊用于汽车整机制造

四、世佳博搅拌摩擦焊接技术助力汽车工业发展

搅拌摩擦焊接技术在汽车工业使用时间虽然很短,但目前已经进入工业化应用阶段。北京世佳博科技发展有限公司在搅拌摩擦焊接机理、工艺、搅拌头开发以及设备研制等方面作了大量卓有成效的工作,取得了多项关键技术突破。同时,世佳博公司在散热技术领域、大型机械装备制造领域、金属材料加工、铝合金材料铸造成型等领域拥有卓越经验,可为汽车工业用户提供搅拌摩擦焊接整体解决方案,服务涉及搅拌摩擦焊接设备专机制造、搅拌摩擦焊接产品开发及OEM制造、搅拌摩擦焊接工具(搅拌头)研制、搅拌摩擦焊接技术服务等内容。

目前,世佳博公司正在和国内的一些汽车生产企业开展长效的合作,为其进行“关于搅拌摩擦焊用于其产品制造、工艺改造”等方面的研究和论证提供密切的合作和全方位的技术支持,并取得了可喜的成绩。助力汽车工业的发展,是世佳博公司业务发展的重要方向,也是世佳博公司整合自身优势资源回报客户的重要体现(如下图13、14、15、16所示)。

图1 奥迪A9轿跑                                                      图2 福特GT跑车                                             图3 保时捷Modena轿跑                                          图4 特斯拉纯电动汽车

5 铝合金离合器壳体                                  6 铝合金汽车发动机壳体                                 7 奔驰汽车铝合金汽车轮毂                               8 铝合金电动汽车底盘

13 世佳博搅拌摩擦焊接技术助力汽车工业产品

五、世佳博现有设备及加工能力

北京世佳博科技发展有限公司公司拥有高精度、重载荷搅拌摩擦焊接设备8台;拥有多台高精度数控加工设备(哈斯、哈挺);拥有丰富的数控加工设备、车床、铣床、钻床、磨床等各类设备。公司在搅拌摩擦焊接领域、散热技术领域、大型机械装备制造领域、金属材料加工、铝合金材料铸造成型等领域拥有卓越经验。


17 某型汽车用减压阀                                   18 某型汽车铸铝外壳                             19 大型重卡汽车减速机壳体                        20 高强度汽车法兰类零件

21 某型汽车散热蜂窝                                   22 城市公交蜂窝连接器                             23 大型重卡汽车减速机壳体                         24 某型汽车用连接齿圈  

    图25 哈斯五轴加工中心                                                 26 五轴加工中心                                    27 世佳博搅拌摩擦焊接设备                                28 世佳博产品加工车间  

六、世佳博汽车发展事业部合作模式

北京世佳博科技发展有限公司汽车发展事业部专注于为来自汽车领域的客户提供专业的金属材料切削加工、汽车零部件产品OEM制造、汽车压铸件产品制造以及搅拌摩擦焊接整体解决方案(如下表2所示)。从项目立项调研支持、成本效益分析、技术方案论证、跟踪配套服务的全过程一体化服务。从客户企业现状及产品长远需求出发,北京世佳博科技发展有限公司实施分阶段、有侧重的服务理念,横跨汽车零部件产品技术方案论证、产品试制、小批量试制、大批量生产、机械装备制造(搅拌摩擦焊接工程项目)交钥匙工程、售后技术服务等过程。

表2 世佳博汽车发展事业部合作模式简介
序号适用材料涉及领域涉及工序合作模式介绍典型产品介绍适合产品
1铝合金搅拌摩擦焊接领域材料选择汽车零部件来料加工汽车减速机壳体电动汽车
2镁合金汽车散热技术领域设计解决方案汽车零部件压铸成型汽车离合器总成混合动力汽车
3铜合金金属材料加工领域机械加工汽车零部件OEM制造汽车铝合金轮毂常规能源汽车
4铅合金金属材料压铸成型领域搅拌摩擦焊接汽车零部件产品开发汽车发动机零部件
5高温合金钢大型机械装备制造领域压铸搅拌摩擦焊接整体解决方案电动汽车电池托盘
6钛合金
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