王蹐尹

摘 要：近些年我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，汽車行業(yè)也逐步進(jìn)入高速發(fā)展階段。在激烈的汽車行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，各個(gè)汽車企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取發(fā)展空間需要生產(chǎn)制造更多性能較強(qiáng)與質(zhì)量更高的汽車，其中輕量化材料應(yīng)用是重點(diǎn)要素?，F(xiàn)階段汽車輕量化材料應(yīng)用主要有兩種發(fā)展途徑，首先是通過熱成型、液壓成型、激光拼焊等車身制造技術(shù)。其次是應(yīng)用復(fù)合材料、鋁合金、高強(qiáng)度鋼等材料。本文對(duì)汽車輕量化材料及制造工藝進(jìn)行分析，旨在提升汽車生產(chǎn)技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：汽車輕量化 材料 制造工藝

中圖分類號(hào)：U643.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0084-02

現(xiàn)代化汽車工業(yè)輕量化發(fā)展能全面控制污染物排放、降低能源大量消耗，近些年我國隨著我國汽車產(chǎn)量不斷提升，我國汽車工業(yè)發(fā)展中安全、環(huán)保、能耗問題日益突出的，為了全面加快現(xiàn)代化汽車工業(yè)全面發(fā)展，要不斷提升燃油經(jīng)濟(jì)性，對(duì)各類溫室氣體排放量進(jìn)行控制，相關(guān)制造商與管理部分要認(rèn)識(shí)到汽車輕量化在節(jié)能減排中的重要作用。汽車輕量化就是在提升汽車強(qiáng)度與汽車安全性基礎(chǔ)上，最大程度降低汽車質(zhì)量，提升汽車安全性、動(dòng)力性等，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)。

1 汽車輕量化材料及制造工藝研究原則概述

綜合分析汽車整體構(gòu)造，其中車身構(gòu)造重量在總重量中占據(jù)的比重較大，約占1/3。所以通過優(yōu)化車身材料選取能有效降低汽車自重。當(dāng)前在汽車車身材料選取過程中需要依照以下基本原則。首先汽車在穩(wěn)定行駛過程中要對(duì)汽車安全性、舒適性、穩(wěn)定性進(jìn)行探析。其次各類的焊接部件能沖壓成型，生產(chǎn)制造中技術(shù)工藝性能完善，最后材料應(yīng)用具有可回收性與良好的經(jīng)濟(jì)性。汽車工業(yè)全面發(fā)展的重要?jiǎng)恿κ腔诓牧匣A(chǔ)進(jìn)步基礎(chǔ)上，提升汽車安全性，突出節(jié)能減排重要作用[1]。

2 現(xiàn)階段汽車輕量化材料發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國每年汽車產(chǎn)量都在逐步遞增，市場(chǎng)銷售量也在持續(xù)上漲。從國內(nèi)市場(chǎng)與國外市場(chǎng)基本發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國汽車銷量未來長遠(yuǎn)發(fā)展中都屬于上漲階段。汽車市場(chǎng)銷量不斷遞增對(duì)推動(dòng)我國制造業(yè)發(fā)展具有重要作用，也能對(duì)能源消耗與環(huán)境污染問題進(jìn)行控制。從目前汽車輕量化材料應(yīng)用主要類型來看，主要有鎂鋁合金和復(fù)合材料組成的輕質(zhì)材料，其次是強(qiáng)度較高的高強(qiáng)鋼等。

2.1 高強(qiáng)度鋼

在汽車工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中鋼鐵材料應(yīng)用量較多，在相同等級(jí)情況下，高強(qiáng)度鋼可以適度調(diào)控鋼板實(shí)際厚度，使得車身整體重量能得到有效控制。依照屈服強(qiáng)度的差異性，當(dāng)前可以將鋼分為低強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼。從測(cè)試中能看出，正常情況下低強(qiáng)度鋼屈服強(qiáng)度低于210MPa，高強(qiáng)度鋼屈服強(qiáng)度在220～550MPa之間，高于550MPa是超高強(qiáng)度鋼。依照強(qiáng)化機(jī)理的差異性，當(dāng)前能將高強(qiáng)度鋼分為先進(jìn)和普通高強(qiáng)度鋼。其中普通高強(qiáng)度鋼主要是由含磷鋼、無間隙原子鋼、各向同性鋼等，先進(jìn)高強(qiáng)度鋼主要有熱成型鋼、復(fù)相鋼、貝氏體鋼等，由于鋼鐵材料綜合性能較強(qiáng)。雖然高強(qiáng)度鋼實(shí)際應(yīng)用范圍較廣，但是在應(yīng)用過程中也存在較多問題，提升鋼板強(qiáng)度，將會(huì)導(dǎo)致鋼成型性能降低，實(shí)際尺寸、伸長率等難以有效控制。當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)能生產(chǎn)部分高強(qiáng)鋼，但是鋼質(zhì)量與規(guī)格存在較大差異，和先進(jìn)水平之間存在較大差異[2]。

2.2 鋁合金

鋁和鋼的密閉相比，鋁密度是鋼的1/3，是目前應(yīng)用頻率較高的輕質(zhì)材料。鋁合金和鋼材料相比，熱導(dǎo)率較高，抗腐蝕性較好，便于生產(chǎn)加工制造。雖然鋁強(qiáng)度低于鋼強(qiáng)度，但是通過技術(shù)生產(chǎn)改造，能適應(yīng)汽車輕量化對(duì)強(qiáng)度的基本要求。其次，鋁合金比鋼能吸收更多碰撞能，提升汽車碰撞安全性。從各項(xiàng)研究中能看出，通過鋁合金材料替代低碳鋼或是高強(qiáng)鋼等，能對(duì)汽車溫室氣體排放量有效控制。所以全面擴(kuò)大鋁板合金材料使用量是汽車輕量化技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)[3]。汽車應(yīng)用鋁合金主要有鑄造鋁合金與變形鋁合金，其中鑄造鋁合金應(yīng)用量較多，可以在汽車車輪、保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼等位置進(jìn)行應(yīng)用。此外，隨著我國各項(xiàng)技術(shù)不斷發(fā)展，粉末冶金鋁合金、泡沫鋁等各類鋁合金材料還在研發(fā)過程中。現(xiàn)階段在汽車工業(yè)發(fā)展過程中鋁合金材料實(shí)際應(yīng)用最大限制性問題就是成本控制、焊接技術(shù)工藝等。當(dāng)前全面控制成本，提升鋁合金成形性能具有重要意義，能有效推動(dòng)我國汽車輕量化進(jìn)程發(fā)展[4]。

2.3 鎂合金

鎂是汽車工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用質(zhì)量較輕的有色金屬材料，鎂合金比剛度與比強(qiáng)度較高，輕量化成效更加明顯。其次，鎂合金散熱性較好，容易回收，是現(xiàn)階段市場(chǎng)發(fā)展中應(yīng)用潛力較高的汽車輕量化材料。結(jié)合生產(chǎn)方式差異性，當(dāng)前鎂合金主要有鑄造鎂合金與變形鎂合金，其中應(yīng)用廣泛的是鑄造鎂合金，主要是由于變形鎂合金生產(chǎn)加工成本較高。儀表盤骨架、轉(zhuǎn)向盤、輪轂等都應(yīng)用到鎂合金。目前鎂合金應(yīng)用主要是受到技術(shù)要素限制，目前各類鎂合金生產(chǎn)制造成本較高。鎂合金在韌性、強(qiáng)度、抗腐蝕性方面存在較大不足之處，所以當(dāng)前強(qiáng)化汽車關(guān)鍵部位應(yīng)用鎂合金，生產(chǎn)研發(fā)更多性能較強(qiáng)的鎂合金是未來市場(chǎng)發(fā)展重要方向[5]。

3 汽車輕量化制造工藝探析

3.1 激光拼焊板成型技術(shù)

對(duì)汽車輕量化發(fā)展來說，合理應(yīng)用激光拼焊板成型技術(shù)具有重要意義，當(dāng)前在汽車輪罩、尾門內(nèi)板、側(cè)圍都需要應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。此類技術(shù)在板材加工過程中有效應(yīng)用能使得不同材質(zhì)與厚度的鋼板有效焊接在一起，能有效控制搭邊等因素導(dǎo)致的資源浪費(fèi)問題。全面提升材料應(yīng)用效率，在汽車生產(chǎn)制造階段廣泛應(yīng)用。激光拼焊板成型技術(shù)應(yīng)用和電焊技術(shù)應(yīng)用相比，技術(shù)應(yīng)用價(jià)值較為突出，能將不同材質(zhì)的材料焊接在一起，使得材料應(yīng)用價(jià)值都能有效發(fā)揮，全面優(yōu)化車身理學(xué)性能，提升汽車強(qiáng)度與穩(wěn)定性基礎(chǔ)上使得汽車結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低。其次在加工生產(chǎn)中能有效降低模具數(shù)量，促使生產(chǎn)成本能得到有效控制。還能降低搭邊等不同要素引發(fā)的材料大量消耗與浪費(fèi)問題，提升材料利用率的同時(shí)，對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效優(yōu)化。

3.2 熱成型技術(shù)

熱成型技術(shù)在汽車輕量化發(fā)展過程中具有重要意義，在汽車衡量以及加強(qiáng)版等零件中應(yīng)用較為廣泛。熱成型技術(shù)應(yīng)用過程中就是將鋼材有效加熱，達(dá)到奧氏體狀態(tài)之后進(jìn)行加工。此類生產(chǎn)加工方式合理應(yīng)用能有效完善材料成型性能，也能有效完善加工零件強(qiáng)度與延展性。和傳統(tǒng)冷沖壓相比熱成型技術(shù)工藝應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較多，首先能全面提升零件加工進(jìn)度，還能降低汽車重量。對(duì)復(fù)雜性較高的零件加工，提升其塑性與延展性。全面控制板料變形抗力等，對(duì)生產(chǎn)成本還能有效優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜合上述，在未來一段時(shí)間內(nèi)汽車行業(yè)發(fā)展中輕量化是重要方向，目前汽車生產(chǎn)過程中的重要問題是降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化目標(biāo)。全面發(fā)揮材料與加工成型應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)汽車行業(yè)全面發(fā)展，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 李智聰.汽車輕量化材料及制造工藝研究現(xiàn)狀的分析[J].汽車與駕駛維修：維修版，2017（7）：102.

[2] 張磊.汽車輕量化材料及制造工藝研究現(xiàn)狀[J].科技展望，2017，27（3）：38.

[3] 郭玉琴，朱新峰，楊艷，等.汽車輕量化材料及制造工藝研究現(xiàn)狀[J].鍛壓技術(shù)，2015，40（3）：1-6.

[4] 陳進(jìn).汽車輕量化材料及制造工藝研究淺析[J].中國市場(chǎng)，2016（41）：40-42.

[5] 杜弘.汽車輕量化材料及制造工藝分析[J].科技資訊，2017，15（28）：95-96.