盈锋志诚嘉 | 紧固件领域的创新领先者
高强铝合金螺栓一站式紧固连接方案
轻量化无电偶腐蚀 汽车动力系统专用铝螺栓
产品简介
核心定义:铝制紧固件是采用铝合金材料加工制成的螺栓类连接件,行业内通常简称为“铝螺栓”。
本质属性:以铝合金为基材,通过金属加工工艺成型,具备螺栓的基础连接功能,同时兼具铝合金材料特性。
产品四大核心优势
1. 短啮合长度
铝螺栓用于镁/铝部件时,啮合长度为1.3-1.5d(d为螺纹公称直径)。相较于钢制螺栓啮合长度>2-3d,具备短啮合长度优势。
2. 无电化学腐蚀优势
铝螺栓与镁质部件电化学势相近,二者电化学腐蚀几乎可避免;铝螺栓与铝质部件电化学势相同,不会发生电化学腐蚀。
3. 拧紧特性优异
钢制螺栓拧紧从拉伸弹性变形到屈服,应力随应变变化明显;铝螺栓同样存在弹性变形至屈服过程,但屈服区内应变变大时应力变化小,曲线平稳。
4. 轻量化
铝合金密度仅为钢螺栓的1/3,同规格大幅降低连接件整体重量,助力汽车动力系统轻量化目标。
铝螺栓完整工艺流程
冷镦
清洗
热处理(固溶+时效)
搓丝
选别
包装
配套设备:冷镦机、搓丝机;汽车发动机铝螺栓主流采用冷镦成型工艺。
铝螺栓关键工序
4.1 成型工艺-冷镦工艺
冷镦工艺可高效制造铝螺栓,汽车发动机用铝螺栓常采用此工艺。
4.2 热处理工艺(固溶处理+时效硬化)
① 固溶处理:将螺栓加热至480-530℃,使Mg、Si、Cu等合金元素充分溶解,形成过饱和固溶体,为强化做基础。
② 时效硬化:固溶后150-200℃低温保温数小时,析出Mg₂Si、Al₂Cu等弥散强化相,大幅提升材料强度。
热处理性能增益:固溶+时效协同处理后,铝螺栓抗拉可达630MPa,屈服500MPa左右,满足汽车动力系统连接强度需求。
4.3 搓丝工艺(热处理后搓丝)
热处理后搓丝四大作用:
1. 提升机械性能;
2. 降低晶间腐蚀敏感度;
3. 螺纹牙谷产生压缩残余应力,提升疲劳强度、减轻缺口效应;
4. 降低螺纹牙伤风险。
工艺控制要点:严控搓丝摩擦系数与压力,避免铝合金塑性高导致螺纹变形、表面损伤,保证1.3-1.5d啮合长度满足连接安全;依靠搓丝板挤压成型螺纹,保障螺纹精度与表面质量。
铝螺栓化学成分及性能要求
执行标准:大众集团标准VW60469 (2017-9),主力牌号AW6056(AL9),另有高端牌号ZT68
AW6056元素含量范围:
Si:0.7-1.2%,Fe≤0.25%,Cu:0.65-0.85%,Mn:0.55-0.65%,Mg:0.6-1.0%,Zn:0.15-0.25%,Zr:0.1-0.17%;Cr、Ti≤0.05%,剩余为Al。
牌号选型三大要素:抗拉强度、屈服强度、延伸率、高温蠕变性能
| 合金牌号 |
适用螺纹规格 |
抗拉强度 |
屈服强度 |
断裂延伸率 |
| AW6056 |
M6-M12 |
420MPa左右 |
350-600MPa |
≥7% |
| ZT68 |
M6-M12 |
630MPa左右 |
500MPa左右 |
≥6% |
性能指标意义:抗拉强度保障承载能力,屈服强度保证连接稳定性,延伸率体现材料塑性,三者共同保障动力系统可靠使用。
ZT68 材料性能全套测试数据
6.1 室温拉伸性能
| 试样编号 |
Rm抗拉(MPa) |
Rp0.2屈服(MPa) |
A延伸率(%) |
曲强比 |
| 1 |
632 |
536 |
6 |
0.85 |
| 2 |
634 |
540 |
6 |
- |
| 3 |
632 |
545 |
6 |
0.86 |
| 均值 |
633 |
540 |
6 |
0.85 |
6.2 150℃热暴露后室温拉伸强度
| 组别 |
Rm(MPa) |
Rp0.2(MPa) |
A(%) |
曲强比 |
热暴露条件 |
强度保持率 |
| 1 |
615 |
525 |
- |
0.85 |
150℃×6h |
97.16% |
| 2 |
613 |
514 |
8.9 |
0.84 |
| 3 |
617 |
510 |
8.9 |
0.83 |
| 均值 |
615 |
516 |
8.9 |
0.84 |
150℃×6h |
97.16% |
| 1 |
610 |
506 |
8.9 |
0.83 |
150℃×8h |
96.37% |
| 2 |
609 |
512 |
9.4 |
0.84 |
| 3 |
611 |
507 |
9.5 |
0.83 |
| 均值 |
610 |
508 |
9.3 |
0.83 |
150℃×8h |
96.37% |
| 1 |
606 |
506 |
10.3 |
0.84 |
150℃×12h |
- |
| 2 |
605 |
509 |
10.2 |
0.84 |
| 3 |
603 |
505 |
9.5 |
0.84 |
| 均值 |
605 |
507 |
10 |
0.84 |
150℃×12h |
- |
6.3 热暴露后显微维氏硬度
硬度区间整体稳定187-204HV,平均190-198HV
6.4 高温拉伸性能(110/130℃保温20min)
| 测试温度 |
Rm均值(MPa) |
Rp0.2均值(MPa) |
A均值(%) |
曲强比均值 |
强度保持率 |
| 110℃×20min |
610 |
446 |
7 |
0.72 |
97.9% |
| 130℃×20min |
614 |
436 |
8 |
0.71 |
97% |
| 更高温段 |
604 |
432 |
7.7 |
0.75 |
95.58%起 |
室温试验力-变形曲线核心结论:
1. ZT68抗拉强度稳定630MPa左右,屈服强度500MPa左右;
2. 硬度稳定区间187-204HV,平均190-198HV;
3. 热暴露高温拉伸强度保持率95.58%-97.16%,耐高温蠕变性能优异。
ZT68 室温下试验力-变形曲线图
电化学腐蚀对比测试
测试对比:黄色ZT68铝螺栓 / 银色碳钢新镍合金镀层螺栓,匹配Mg-AZ91镁合金基材
1. ZT68铝合金螺栓+Mg-AZ91镁合金:孔径周围无明显腐蚀现象;
2. 碳钢螺栓+Mg-AZ91镁合金:孔径周边出现大量腐蚀坑,镁合金棱角严重剥落,产生暗黄色腐蚀产物;
3. 腐蚀原理:镁与铝电位差远小于镁与铁电位差,碳钢搭配镁合金极易产生电偶腐蚀。
银色碳钢镍镀层螺栓(严重电化学腐蚀)
黄色ZT68铝螺栓(无电偶腐蚀)
行业挑战 —— 项目周期成本影响力模型 & 15-85定律
研发周期核心痛点:企业研发前期决策窗口极短,但锁定产品绝大部分成本;后期纠错投入巨大、返工成本极高,风险收益严重错配,需早期精准选型规避风险。
15-85定律:企业普遍过度关注显性采购成本(仅占总成本15%),忽略占比85%的隐性成本;设计、供应链、售后缺乏统筹,前期选型失误引发高制造成本、批量返工、质量售后问题,大幅抬高产品全生命周期总成本。
盈锋志诚嘉六大全流程配套服务:从原型设计到售后的总成本优化专家
产品应用总结
盈锋志诚嘉高强铝合金螺栓(ZT68/AW6056)依托冷镦+固溶时效热处理工艺,实现630MPa抗拉、500MPa屈服强度;相比钢制螺栓具备轻量化、短啮合长度、无电偶腐蚀、拧紧曲线平稳四大核心优势,完美适配新能源汽车动力系统、镁铝合金轻量化结构件紧固连接,配套六大全流程技术服务,解决行业15-85隐性成本痛点。
企业信息 & 生产实力
品牌定位:盈锋志诚嘉 | 紧固件领域的创新领先者
企业基础实力:2003年成立,月产量约5亿颗,全球4大生产基地,有效专利26项,员工360人,合作客户超100家;覆盖新能源汽车、低空经济、具身智能、工业电子、消费电子多赛道。
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