挪威海德鲁公司（Norsk Hydro ASA）2019年铝合金板材出货量达到了95.2万吨，其中汽车板约占15%，不到15万吨。但海德鲁十分看好铝合金在汽车上的应用前景，特别是电动车。

   铝板超塑性成形技术  

铝合金板材的成形性比钢板低，这是阻碍铝板在汽车行业大规模应用的障碍之一。超塑性成形技术使得一些深拉、薄壁、结构复杂零部件的成形成为可能，将超塑性成形技术用于铝合金板材也许是消除这项障碍的方案之一。海德鲁所提的超塑性成形技术实际是一种通过高压气体对模腔内的高温铝板进行成形的工艺技术，即铝板超塑性气压热成形技术。这项技术已在航空航天领域广泛应用了二三十年，优势很明显：

• 减少成形道次

• 成形复杂薄壁件，减少零部件数量

• 降低残余应力和回弹

• 高表面质量

但是成形所需的加热状态和复杂工艺，如何适应汽车行业的高节奏和低成本，是推广应用的主要问题。在航空航天领域，超塑性成形的生产节拍是半小时一个零件，而汽车零部件冲压厂的生产节拍可是秒级的。

但可以肯定的是，这项技术必须配以具备超塑性的铝合金板材。

具有超塑性的铝合金板材

铝合金薄板超塑性的明显特征是超过100%的延伸率。为达到超塑性，关键是控制铝板的组织和成形工艺控制。当铝合金薄板的冷轧塑性变形程度达到临界值，在成形过程中加热铝板至窗口温度，就能调出晶粒尺寸在10μm以下的超细晶组织，这种组织状态的铝合金薄板可以获得超塑性。为提高超塑性成形的速度，海德鲁与主机厂及供应商合作研发了3种新合金：

• 新一代5083和5456合金  

5xxx系合金是传统的超塑性合金，但海德鲁研发的新一代5083和5456合金可以将超塑性成形节拍缩短至数分钟，这对于该技术的推广应用十分关键。

• 7020合金  

7020合金作为可热处理强化铝合金，超塑性成形工艺与5xxx系合金不同，也更复杂。7020是一种高强度超塑性合金，通过超塑性成形在减少零件数量的同时，还可进一步降低钣金件厚度至1.2mm，从而达到最大的减重效果。

宾利Continental GT成为第一款应用超塑性成形铝合金的车型  

超塑性成形可以实现零部件集成化和最大限度的减重，并且可以成形尺寸更小的圆角、复杂的曲面等结构，因而超豪华车、超级跑车对此十分感兴趣。

新一代的宾利Continental GT是第一款采用该技术的车型，该车的整个侧围只有一个零件。为了制造出这种结构的零部件，宾利的结构工程师花费了超过50000个工时（engineering hours）。通过材料、结构和成形工艺的全局优化，获得了十分显著的减重效果。与钢车身对比，不但实现减重20%（85kg），刚度、碰撞等结构性能还提升了。

    结    语    

铝板超塑性成形技术作为市场的“闯入者”，海德鲁从材料角度出发，与汽车企业联合研发，在超豪华车型这一细分市场中已取得了一定的进展。但铝板超塑性成形技术要在汽车行业的大规模应用，还有很多工程问题亟需解决，需要从材料、成形、结构多学科协同研发推动。

-----此文2020年8月同时发布于我的个人微信公众号（Aluminum）-----