謝宇玲

摘 要：我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量大幅提高，造成能源消耗越來(lái)越劇烈，造成較大污染，為減少能源消耗，節(jié)能減排，未來(lái)汽車(chē)輕量化發(fā)展是必然趨勢(shì)，鋁合金作為性?xún)r(jià)比最高，現(xiàn)有技術(shù)水平較高的合金，在現(xiàn)今和未來(lái)汽車(chē)輕量化中都將起到巨大的作用，本文針對(duì)現(xiàn)今鋁合金在汽車(chē)輕量化發(fā)展中遇到的問(wèn)題，提出一些建議與對(duì)策，旨在促進(jìn)鋁合金在汽車(chē)輕量化中的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋁合金;輕量化;應(yīng)用;發(fā)展

從2009年到2018年，我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)率不斷提高，汽車(chē)銷(xiāo)量連續(xù)8年位居世界第一，隨著汽車(chē)數(shù)量的不斷提升，汽車(chē)的污染和能源消耗也不斷提升，國(guó)家為了節(jié)能減排，積極實(shí)施國(guó)六計(jì)劃和新能源汽車(chē)計(jì)劃，知道汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展方向，常規(guī)能源汽車(chē)為了能符合國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)，除了改造發(fā)動(dòng)機(jī)，提高能源燃燒效率外，必然是減輕汽車(chē)重量，減少能源消耗。新能源汽車(chē)為了延長(zhǎng)汽車(chē)?yán)m(xù)航，除了提升電池性能外，必然是減少車(chē)身重量減少消耗和風(fēng)阻。

1 鋁合金材料在汽車(chē)輕量化中的優(yōu)勢(shì)

鋁合金以鋁作為基礎(chǔ)金屬元素，其他多種金屬元素作為輔助元素鍛造而成的金屬合金。鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1]。鋁合金制造的產(chǎn)品，在生活中隨處可見(jiàn)，鋁合金在航天航空、交通運(yùn)輸、建筑、機(jī)電的應(yīng)用非常長(zhǎng)廣泛。汽車(chē)輕量化的發(fā)展也有很大的發(fā)展前景。在全國(guó)銷(xiāo)量連年提升的情況下，不斷發(fā)展的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)消耗了很多能源，造成了巨大的污染，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也要符合科學(xué)發(fā)展觀，符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。鋁合金的密度小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可塑性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，從生產(chǎn)成本、零件質(zhì)量、材料利用、制造技術(shù)、可持續(xù)發(fā)展等方面鋁合金也優(yōu)勢(shì)巨大，鋁合金將成為汽車(chē)工業(yè)輕量化中的首選材料。

鋁合金減重效果明顯。鋁的力學(xué)性能好，密度小，具有良好的導(dǎo)熱性，表面自然形成的氧化膜具有良好的耐蝕性，成為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化最理想的首選材料而且，鋁合金帶來(lái)的輕量化又允許制動(dòng)器等零部件減重，即實(shí)現(xiàn)二次輕量化[2]。據(jù)美國(guó)鋁業(yè)公司的數(shù)據(jù)汽車(chē)中典型的鋁質(zhì)零件的一次減重效果可達(dá) 30% ～ 0% ，二次減重可提高到 50%。

鋁合金吸收沖擊能力強(qiáng)。鋁的吸沖擊能力是鋼的兩倍，在碰撞安全性方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，鋁合金汽車(chē)是在不降低汽車(chē)容量的情況下減輕汽車(chē)自重車(chē)身重心減低，汽車(chē)行駛更穩(wěn)定、舒適[3]。

鋁合金易于回收。在使用過(guò)程中僅發(fā)生輕微的腐蝕，且鋁合金熔點(diǎn)低，便于重熔回收，回收率高于80%。60%以上的汽車(chē)用鋁合金材料為再生鋁，回收生產(chǎn)一噸鋁合金要比重新生產(chǎn)一噸鋁合金少耗能5%鋁的損耗也僅5% 左右，采用鋁所節(jié)省的能量是生產(chǎn)該零件所用原鋁耗能的 6 ～ 12 倍。

2 鋁合金在汽車(chē)輕量化發(fā)展中遇到的問(wèn)題

鋁和鋁合金已經(jīng)廣泛用于汽車(chē)生產(chǎn)，特別是汽車(chē)動(dòng)力和懸掛部件、汽車(chē)車(chē)身、等方面，被汽車(chē)工業(yè)看好，用量會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng)。隨著原料成本的降低、成形技術(shù)的進(jìn)步、防腐工藝的提高，鋁合金在新能源汽車(chē)中也將扮演越來(lái)越重的角色[4]。勢(shì)必進(jìn)一步擴(kuò)大鋁合金材料在汽車(chē)工業(yè)用材中的使用份額。在汽車(chē)中擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用 將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

鋁合金的加工難度目前比鋼材要大，成形性還需繼續(xù)改善，鋁合金板材的性能尚需提高。鋁材價(jià)格大致是鋼材的3倍左右，鋁合金應(yīng)用雖然提高了汽車(chē)綜合性能，但同時(shí)也提高了整車(chē)成本。西方國(guó)家已大批量生產(chǎn)的 6011、 6016 鋁合金汽車(chē)覆蓋件板材的市場(chǎng)價(jià)格為 38 000 元/t，而汽車(chē)鋼板的市場(chǎng)價(jià)格僅為 8 000 元/t，扣除密度的差異，鋁合金覆蓋件的材料成本仍然比鋼覆蓋件的材料成本高出許多[5]。使用鋁合金板代替原來(lái)的鋼板，必須投入相當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)費(fèi)用研究新的生產(chǎn)工藝和流程，而新產(chǎn)品在批量投入使用前還需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)以滿(mǎn)足使用要求，必要時(shí)還需更換其現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備、模具等，這些都會(huì)增加企業(yè)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)輸及維修。因?yàn)殇X比鋼軟，在生產(chǎn)和運(yùn)輸中的碰撞和各種粉塵附著等原因都可能使鋁制零件表面產(chǎn)生碰傷、劃傷等缺陷。維修市場(chǎng)對(duì)經(jīng)碰撞后的鋁合金結(jié)構(gòu)件和覆蓋件的復(fù)原、恢復(fù)原則以及開(kāi)裂后的補(bǔ)焊等均缺乏經(jīng)驗(yàn)和方法[6]。目前新能源汽車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不完善，很多車(chē)型在示范推廣時(shí)需車(chē)的用戶(hù)與車(chē)輛生產(chǎn) 企業(yè)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行協(xié)商，缺乏相關(guān)基礎(chǔ)，不利于行業(yè)健康有序發(fā)展。

3 對(duì)面臨問(wèn)題的建議

由于鋁合金技術(shù)是新工藝，國(guó)家和企業(yè)需要加大資金投入，不斷改善鋁合金現(xiàn)有的冶煉技術(shù)，提高鋁合金的綜合性能，減少鋁合金的生產(chǎn)成本[7]。汽車(chē)企業(yè)要不斷改善現(xiàn)有加工技術(shù)，不斷改進(jìn)熔鑄工藝及熱處理工藝，進(jìn)一步完善鋁型材、鋁板材 的加工、成形、連接工藝，提高車(chē)用鋁材的安全可靠性和實(shí)用性。國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策積極鼓勵(lì)鋁合金在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

鋁合金在汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)和汽車(chē)輕量化中起到了非常重要的作用，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綠色發(fā)展，循環(huán)經(jīng)濟(jì)等理念越來(lái)越盛行，為了減少污染，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)可可持續(xù)發(fā)展，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的輕量化必定成為今后汽車(chē)發(fā)展的總體趨勢(shì)，隨著鋁合金的制造成本不斷降低，制造工藝不斷承受，鋁合金將在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。鋁合金必定在未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中迎來(lái)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉勇.淺析鋁合金材料在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用[J].科技展望，2015，29（21）：865.

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[4]劉成榮，鋁合金材料在現(xiàn)代汽車(chē)制造業(yè)的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代制造，2014，35（33）：161.

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[6]王鴻波，何昌協(xié).鋁合金車(chē)身板材在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用[J]. 世界有色金屬，2018，19（37）：204-205.

[7]佚名.鋁合金材料在車(chē)輛輕量化中的應(yīng)用[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2018，9（08）：102-103.