盧曉亮

摘 要：隨著當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提升，汽車行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到一定的水平，在其未來發(fā)展中逐漸朝著輕量化方向發(fā)展。汽車輕量化能夠極大的提高汽車的安全性能，并且有利于緩解現(xiàn)代城市緊張的交通壓力，對(duì)進(jìn)一步加快城市發(fā)展，為人們提供更加便利的生活具有重要意義。汽車輕量化材料及制造工藝是實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)輕量化發(fā)展的前提基礎(chǔ)，也是促進(jìn)其發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。本文對(duì)當(dāng)前汽車輕量化材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了分析，探討了汽車輕量化制造工藝，旨在促進(jìn)汽車輕量化發(fā)展，為人們提供更高性能質(zhì)量的汽車產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：汽車輕量化;制造工藝;材料

1 引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車產(chǎn)品的質(zhì)量與性能提出了更高的要求，其不僅需要具有高水平的交通工具性能，并且在污染物排放、能源消耗等方面也需要進(jìn)行全面有效的控制。近年來，隨著我國汽車保有量不斷增加，隨之而來的汽車安全、環(huán)保、能耗問題日益凸顯，進(jìn)一步促進(jìn)汽車行業(yè)發(fā)展，就需要在滿足人們對(duì)汽車產(chǎn)品的需求的同時(shí)，降低對(duì)汽車排放對(duì)環(huán)境的污染，減少汽車能耗。汽車輕量化發(fā)展是未來汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向，其在滿足人們對(duì)汽車安全性、動(dòng)力性、功能性等要求的同時(shí)，還可以有效控制汽車污染物的排放量，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

2 汽車輕量化材料發(fā)揮在那現(xiàn)狀與趨勢(shì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國家庭汽車保有量連續(xù)多年呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，并且這種趨勢(shì)在未來很長一段時(shí)間內(nèi)將會(huì)持續(xù)，汽車行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。汽車市場(chǎng)銷售量的不斷增加，為我國制造業(yè)發(fā)展發(fā)揮重要的推動(dòng)作用，與此同時(shí)，由汽車行業(yè)發(fā)展所帶來的一系列安全、環(huán)保、能耗問題越來越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)汽車自重下降，則其能源消耗量隨之下降，且其排放量也相應(yīng)的降低。因此，在未來汽車行業(yè)發(fā)展中，不僅需要實(shí)現(xiàn)降低汽車排放與能耗，提高燃油效率等，還需要重視對(duì)有效降低汽車自重?；诖耍囕p量化發(fā)展成為一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，離不開對(duì)汽車輕量化材料的應(yīng)用。當(dāng)前市場(chǎng)中汽車輕量化材料一種是輕質(zhì)材料，主要以復(fù)合材料與鎂鋁合金為主;一種是高強(qiáng)度材料，最為典型的是高強(qiáng)鋼。

2.1 鋁合金

當(dāng)前應(yīng)用頻率較高的輕質(zhì)材料當(dāng)屬鋁合金材料，鋁的密度相比于鋼材料來說，僅是其三分之一。同時(shí)，相比于鋼材料，鋁合金的熱導(dǎo)率更高，并且具有良好的抗腐蝕性，極大的提高了生產(chǎn)、加工、制造的便利性，雖然鋁合金的強(qiáng)度要低于鋼材料，但是利用現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造后，其強(qiáng)度也可以達(dá)到汽車輕量化的要求。更為重要的是，鋁合金能夠吸收碰撞能的能力要遠(yuǎn)高于鋼材料，極大的提高了汽車的安全性。有相關(guān)研究表明，在汽車制造中運(yùn)用鋁合金材料取代低碳鋼等，能夠有效控制汽車污染物的排放量?？偠灾瑪U(kuò)大鋁合金材料在汽車生產(chǎn)制造中的應(yīng)用范圍，是汽車輕量化發(fā)展的重要方向。在汽車輕量化制造中應(yīng)用鋁合金，主要有鑄造與變形兩種鋁合金。相對(duì)來說，鑄造鋁合金的應(yīng)用范圍較廣，包括了汽車車輪、保險(xiǎn)杠、缸蓋等多處位置的應(yīng)用。除此之外，隨著我國技術(shù)研發(fā)速度的加快，鋁合金材料種類不斷增加，包括粉末冶金鋁合金與泡沫鋁等材料逐漸進(jìn)入研發(fā)進(jìn)程中。就目前而言，我國在汽車輕量化材料鋁合金在實(shí)際應(yīng)用中的最大問題即在成本控制與焊接工藝等方面，有效解決問題，是提升我國汽車輕量化發(fā)展水平的重要途徑。

2.2 鎂合金

鎂是一種有色金屬材料，其質(zhì)量較輕，在汽車工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較多。鎂合金的比剛度與比強(qiáng)度都較高，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的輕量化效果。同時(shí)，鎂合金具有良好的散熱性，回收方便，其在目前的汽車輕量化材料市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。從生產(chǎn)方式不同的角度來看，鎂合金類型主要可以分為鑄造與變形兩種。由于受到生產(chǎn)加工成本限制，相較于變形鎂合金來說，鑄造鎂合金的應(yīng)用范圍更加廣泛。在汽車制造中儀表盤骨架、轉(zhuǎn)向盤等都能夠應(yīng)用鎂合金。就目前而言，鎂合金的應(yīng)用受到限制的主要原因是技術(shù)水平差距，與生產(chǎn)加工成本較高。并且從韌性、強(qiáng)度與抗腐蝕性方面來看，鎂合金材料的缺陷性較為明顯，因此需要不斷加強(qiáng)鎂合金材料的生產(chǎn)研發(fā)，從而提高其在汽車輕量化發(fā)展中的應(yīng)用。

2.3 高強(qiáng)度鋼

鋼材料是在汽車生產(chǎn)制造中應(yīng)用較多的材料，高強(qiáng)度鋼在等級(jí)相同的情況下，能夠?qū)︿摪宓暮穸冗M(jìn)行調(diào)整和控制，從而實(shí)現(xiàn)控制減輕汽車車身自重的目的。根據(jù)屈服強(qiáng)度的不同，鋼材料可以分為低強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼與超高強(qiáng)度鋼三種。其中，根據(jù)實(shí)際測(cè)試可以得出，在同一正常環(huán)境中，低強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度在210Mpa以下，而高強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度則高于220Mpa，低于550Mpa;當(dāng)鋼材料的屈服強(qiáng)度高于550Mpa時(shí)，則其為超高強(qiáng)度鋼。根據(jù)強(qiáng)化機(jī)理的不同，高強(qiáng)度鋼又可以分為先進(jìn)與普通兩種高強(qiáng)度鋼。其中，普通高強(qiáng)度鋼主要包括各向同性鋼、無間隙原子鋼以及含鱗鋼等;先進(jìn)高強(qiáng)度鋼主要包括貝氏體鋼、復(fù)相鋼、熱成型鋼等。目前，隨著技術(shù)快速發(fā)展，高強(qiáng)度鋼在汽車行業(yè)的應(yīng)用越來越多，但仍舊存在一些技術(shù)性難題影響其應(yīng)用。如，剛強(qiáng)度的提升伴隨著鋼材料成型性能的下降，并且也會(huì)降低其伸長率，難以有效控制高強(qiáng)度鋼成型與焊接性能，極大的增加了材料的加工難度，制造工藝也難以達(dá)到理想。雖然目前我國在獨(dú)立生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼的技術(shù)領(lǐng)域取得了一定的突破，但仍舊與世界先進(jìn)技術(shù)水平存在一定的差距。

3 汽車輕量化制造工藝

3.1 激光拼焊板成型技術(shù)

激光拼焊板成型技術(shù)在汽車輕量化制造中占據(jù)非常重要的地位，汽車的底板、尾門內(nèi)板等多種零部件的制造在成型過程中都需要應(yīng)用這種技術(shù)。應(yīng)用激光拼焊板成型技術(shù)進(jìn)行板材加工，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)及鋼板厚度焊接成型的目的，極大的減少了由于搭邊等問題造成的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，有效提高材料的利用率。因此，其在制造業(yè)的應(yīng)用范圍十分廣泛。具體來說，激光拼焊板成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面。第一，通過將不同材質(zhì)及鋼板厚度的材料焊接在一起，能夠?qū)⑵春赴宓母鞣N不同材料的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，從而有效的優(yōu)化汽車車身的力學(xué)性能，提升汽車強(qiáng)度，降低汽車質(zhì)量;第二，使用激光拼焊板成型技術(shù)，所需要的加工模具數(shù)量較少，從而能夠有效減少加工成本;第三，不會(huì)因?yàn)榇钸叺仍虺霈F(xiàn)材料浪費(fèi)，有效提升材料利用率的同時(shí)，還可以使零件結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。

3.2 熱成型技術(shù)

隨著汽車輕量化不斷發(fā)展，熱成型技術(shù)的應(yīng)用重要性逐漸突顯，普遍應(yīng)用于汽車橫梁及加強(qiáng)版等重要零部件中。熱成型技術(shù)主要是通過將鋼材加熱，直至其呈現(xiàn)奧氏體狀態(tài)，然后在進(jìn)行加工。采用熱成型技術(shù)，能夠有效改善材料的成型性能，進(jìn)而提高加工零件的延展性與強(qiáng)度，降低加工零件質(zhì)量，提升其沖壓性能。具體來說，熱成型技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面。第一，具有更低的回彈性，能夠極大的提高加工零件尺寸的精確度;第二，能夠使加工零件的厚度更薄，有效降低汽車自重;第三，可以提高材料的塑性與延展性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜零件的加工;第四，板材的變形抗力降低，在沖壓時(shí)可以通過降低沖壓機(jī)的噸位來降低成本。

4 結(jié)語

未來汽車行業(yè)發(fā)展中，汽車輕量化發(fā)展趨勢(shì)越來越明顯，通過有效減輕汽車自重，不斷提高汽車的安全性、功能性，同時(shí)降低汽車污染物排放、減輕能耗，滿足人們對(duì)汽車產(chǎn)品的需求。當(dāng)前，在汽車輕量化發(fā)展中，通過合理利用輕量化材料與制造工藝，降低制造成本、提高汽車性能，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國汽車行業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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