汽車輕量化中鋁合金材料的應用

汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量，從(cong) 而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣汙染。實驗證明，汽車質量降低一半，燃料消耗也會(hui) 降低將近一半。由於(yu) 環保和節能的需要，汽車的輕量化已經成為(wei) 世界汽車發展的潮流。

中國輕量化材料市場廣闊。一方麵，對比國外發達國家，中國的輕量化技術起步晚，平均整車質量更大，以國外的輕量化材料占比作為(wei) 標杆，中國發展的空間還很大；另一方麵，受益於(yu) 政策的驅動，中國新能源汽車行業(ye) 的快速發展將帶動輕量化的需求，促使車企往輕量化方向前進。

經過測算，中國在未來3年汽車輕量化材料市場規模將逼近5000億(yi) 元，其中僅(jin) 在新能源汽車領域就將擁有350億(yi) 元市場規模。目前看，鎂、是汽車進行輕量化的兩(liang) 大理想材料。對於(yu) 鋁合金和鎂合金，《節能與(yu) 新能源汽車技術路線圖》中給出的規劃是至2020年單車用量分別達到190kg和15kg。按照鋁合金4萬(wan) 元/噸、鎂合金10萬(wan) 元/噸的市場價(jia) 格計算，2020年金屬合金的市場空間超過2700億(yi) 元，其中新能源汽車領域達到180億(yi) 元。

汽車輕量化方式

①汽車主流規格車型持續優(you) 化，規格主參數尺寸保留的前提下，提升整車結構強度，降低耗材用量；

②采用輕質材料。如、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維或纖維符合材料等；

③采用計算機進行結構設計。如采用有限元分析、局部加強設計等；

④采用承載式車身，減薄車身板料厚度等。

其中，當前的主要汽車輕量化措施主要是采用輕質材料。

汽車輕量化中的鋁合金

（1）鑄造鋁合金

許多種元素都可以作為(wei) 鑄造鋁合金的合金元素，但隻有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生產(chan) 中具有重要意義(yi) 。當然，在汽車上廣泛應用的並不是上述簡單的二元合金，而是多種元素同時添加以獲得好的綜合性能。

汽車工業(ye) 是鋁鑄件的主要市場，例如日本，鋁鑄件的76%、鋁壓鑄件的77%為(wei) 汽車鑄件。鋁合金鑄件主要應用於(yu) 發動機氣缸體(ti) 、氣缸蓋、活塞、進氣歧管、搖臂、發動機懸置支架、空壓機連杆、傳(chuan) 動器殼體(ti) 、離合器殼體(ti) 、車輪、製動器零件、把手及罩蓋殼體(ti) 類零件等。

鋁鑄件中不可避免地存在缺陷，壓鑄件還不能熱處理，因此在用鋁合金來生產(chan) 要求較高強度鑄件時受到限製。為(wei) 此在鑄件生產(chan) 工藝上作了改進，鑄造鍛造法和半固態成型法將是未來較多用的工藝。

（2）變形鋁合金，變形鋁合金指鋁合金板帶材、擠壓型材和鍛造材，在汽車上主要用於(yu) 車身麵板、車身骨架、發動機散熱器、空調冷凝器、蒸發器、車輪、裝飾件和懸架係統零件等。

由於(yu) 輕量化效果明顯，鋁合金在車身上的應用正在擴大。如1990年9月開始銷售的日本本田NSX車采用了全鋁承載式車身，比用冷軋鋼板製造的同樣車身輕200kg，引起全世界的矚目。NSX全車用鋁材達到31.3%，如在全鋁車身上，外板使用6000係列合金，內(nei) 板使用5052－0合金，骨架大部使用5182－0合金；由於(yu) 側(ce) 門框對強度和剛度要求很高，使用以6N01合金為(wei) 基礎、適當調整了Mg和Si含量的合金。在歐美也有用2036和2008合金作車身內(nei) 外板的。

材料應用輕量化是見效*快也是效果*好的選擇。在材料應用輕量化領域中，鋁合金因其較低的密度、優(you) 質的性能以及巨大的存量，已經成為(wei) 實現汽車輕量化發展的主要方式，目前鋁合金材料在歐美、日本等發達國家已經廣泛應用。