铝合金发动机罩盖冲压成形

铝合金替代DC钢板在汽车外覆盖件冲压试制中的技术挑战与解决方案


引言

在汽车制造领域，发动机罩盖等外覆盖件的制造选择既考虑材料性能，也关注整体经济效益与环保因素。传统上，这类零件多采用厚度较小的DC系列钢板制造，原因是其具有良好的冲压成形性能，在加工变形复杂零件时较少发生开裂。然而，近年来，由于考虑轻量化发展趋势和资源的可持续利用，铝合金材料逐渐受到广泛关注。却发现铝合金板材的塑性、塑性各向异性相对于DC钢板存在明显差异，容易在冲压成形过程中产生开裂、起皱等缺陷，并且表面在生产工艺中极易受到划痕影响，影响涂装性能与外表质量。本文将以国内某轿车车型为案例，介绍铝合金板材替代DC系列钢板在冲压试制中的关键技术和解决方案。

试验设备与材料




试验环境涉及2000吨级别的冲压机、模具和剪板机。主要设备用于裁剪铝合金板材加工件，以及进行冲压成形工艺。鉴于汽车外覆盖件的具体需求，主要关注凸模与凹模的设计与应用。实验选用的铝合金材料为0.9mm厚的6016铝合金板材，用于替换原0.8mm厚的DC06钢板冲压而成的汽车外覆盖件。

材料性能对比与分析

6016铝合金板材的均匀延伸率、塑性各向异性指数等指标不如DC06钢板，其屈强比为0.58，远低于DC06钢板的0.53。这些指标表明6016铝合金板材在成形过程中表现出较差的成形性能。针对此特性，考虑采用原外制件冲压模具对铝合金板材进行冲压成形，以评估其实际生产性能。

冲压结果分析

经过初步冲压尝试，铝合金冲压件在冲压成形后出现了严重开裂现象。开裂位置由罩盖前端蔓延至右侧圆角，初步分析归因于局部设计不合理造成压料尺寸不足。经过尺寸优化与制造调整，有效控制了前端开裂情况，但此时发现一侧发生开裂。深入分析发现裂纹产生于模具侧面存在较大拉深变形的位置，此类区域在冲压过程中经受拉应力，导致较大变形，并最终引发开裂。

改进措施与最终结果

为提升铝合金材料的正常使用性能，采取了对板材表面进行涂油处理，以降低板材与模具间的摩擦阻力，从而提高材料冲压变形过程中的流动性。在模具内部完成此改进后，进行第三次冲压尝试。经过优化尺寸调整与涂油润滑，冲压合格的铝合金外覆盖件得以制造成功，最终解决了先前的开裂与起皱问题。边缘区域虽有起皱现象，但此种状态在后续工艺中将被切割去除，不改变铝合金覆盖件的质量。