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本田開發出鋼鋁接合技術,全球首次應用於量產車

2013年02月21日11:51    來源:人民網-財經頻道

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本田汽車公司開發出了將鋼與鋁(鋁合金)接合在一起的技術,在原為鋼制的車門外板部分採用了鋁材。 

目前,有多家廠商為減輕車門重量而將其改為鋁制。不過,這樣一來車門雖然變輕了,但成本也會隨之上升。據本田推算,與鋼制車門相比,雖然改成鋁制車門后每輛車能減輕22.5kg,但成本卻達到290%,接近原來的3倍。如果隻將外板改為鋁制,則可減輕11kg,成本隻有110%。也就是說,重量減輕的幅度雖然是全鋁車門的一半,但成本上升幅度隻有全鋁車門的1/19。

看好將鋼與鋁粘合起來制造車門,各公司目前都在進行相關開發,但還沒有一家取得成功。首要問題在於車門的曲翹。對車門進行涂裝時,溫度會上升至200℃。如果按以前的思路,將鋼與鋁粘貼在一起制造車門,會產生10mm級的曲翹。這樣一來車門就無法正常開閉。

鋁的熱膨脹率為鋼的約兩倍。在涂裝工序中,如果溫度上升,鋁制的外板就會大幅伸長。普通車門的折邊一般隻折疊一次,因此無法抵抗外板伸長的力。在重疊鋁板與鋼板做沖壓之前,一般會先用機器人涂抹粘合劑。如果做普通折邊,粘合劑就會夾在板與板之間。由於無法抵抗外板伸長的力,粘合劑的膜會隨著剪切應力變形。從涂裝室出來冷卻時,粘后劑就會硬化,導致無法復原,從而使整個車門發生曲翹。

因此,本田將折邊改為折疊兩次,這樣便可通過材料間的相互擠壓來抵抗外板伸長方向的力。實際處理時並不是真的進行兩道折邊工序,而是在沖壓時的模具內放置向車門面內方向移動的分割模具,從端面擠壓。該模具從側面看為中央呈圓弧狀凹陷的形狀,因此由鋼與鋁重疊成的板會受其擠壓而卷起。這樣持續擠壓的話就會沿著圓弧一直卷起。如果加長行程,不隻可以卷一圈,還可像發條一樣卷起多圈。接著再用上模來沖壓,將圓截面壓平。通過在熱變形較大的四個部位採用這種構造,防止了加熱時的變形。

除了這四個部位以外,其他地方的折邊隻折一次。由於增加了粘合劑中橡膠的比例,因此硬化時也只是有一定程度的變形。這樣便可抑制曲翹。

在鋼與鋁這樣的異種材料間實施粘合時,會面臨電蝕的問題。此次為避免電蝕而採用了新日鐵住金生產的“Super Dyma”鋼板。這種鋼板在270MPa級高張力鋼板上鍍有含鋁11%、鎂3%、硅0.2%、鋅85.8%的覆膜,鍍膜的腐蝕電位為-1.0V,比鋁低。另外,採用的鋁材為6000系列鋁合金。 

憑借上述手段,與原來的鋼制車門板相比,4塊車門板的總重量從63.5kg減至52.5kg,減輕約17%。這有助於提高燃效及動力性能,同時,由於車身外側變輕,重心向車身中心集中,因此還能提高操縱穩定性。本田計劃首先在2013年3月於美國上市的北美款謳歌新車型“RLX”上採用該技術,然后陸續推廣至其他車型。(日經技術在線! 供稿)

(責任編輯:值班編輯、庄紅韜)

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