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摘要:節(jié)能減排是當今世界社會經(jīng)濟發(fā)展主旋律，汽車制造輕量化已成為當前汽車制造領域的主要發(fā)展趨勢。鋁材以其質量輕便、成本低廉、韌度高等優(yōu)點被廣泛應用于現(xiàn)代汽車制造業(yè)中。從鋁材類型角度出發(fā)，分別闡述不同類型鋁材在汽車制造技術中的應用。

關鍵詞:鋁材;汽車制造;應用

汽車是人們生活中的重要交通工具，隨著人們的生活水平不斷提高，汽車數(shù)量也越來越多，汽車尾氣排放也成為環(huán)境污染的一個重要來源。隨著氣候和能源問題越來越嚴重，汽車行業(yè)的發(fā)展也面臨著一些新的挑戰(zhàn)，國家對汽車制造企業(yè)提出了更高的要求，必須要降低汽車的能耗，減少污染，提高汽車燃料的經(jīng)濟性，在節(jié)能發(fā)展背景下，汽車行業(yè)必須要實現(xiàn)節(jié)能減排，汽車輕量化也勢在必行。當今的汽車材料結構發(fā)生了很大改變，汽車所用的材料逐漸朝著輕量化、低消耗、高性能等方向發(fā)展，其中輕量化可以降低汽車的能耗，應用鋁材是實現(xiàn)汽車輕量化的一個重要途徑，可以保證汽車的安全性，同時提高汽車的環(huán)保性能，達到降低污染排放為最終目標。

1鋁材的性能優(yōu)勢

經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，汽車自身的質量每下降1000kg，就可以減少燃油消耗4800L，降低溫室氣體排放11．2t。由此可見，降低汽車自身的重量對于汽車行業(yè)的可持續(xù)、綠色發(fā)展有十分重要意義。金屬鋁作為制造加工領域中常見的生產(chǎn)材料之一，廣泛分布于地殼中且存儲量較高。質量小、強度高、導熱性高、腐蝕性低是鋁的主要特點。另外，在工藝性能和力學延展性方面也具有較強優(yōu)勢。由于鋁可回收再利用，因此被廣泛應用于生產(chǎn)加工制造業(yè)中。隨著汽車制造技術輕量化概念的提出，人們加大鋁材在汽車制造業(yè)中的使用率，同時，將回收報廢汽車再生鋁材二次應用到汽車制造中，不僅降低汽車制造成本，而且有助于保護環(huán)境。鋁及鋁合金材料在汽車制造業(yè)中的應用率越來越高。由此可見，鋁材是名副其實的綠色材料，在汽車制造行業(yè)中有十分強大的應用前景，加上綠色可持續(xù)發(fā)展理念的不斷普及，汽車鋁材對未來綠色環(huán)保事業(yè)的發(fā)展有重要意義，鋁材將成為未來汽車的主要材料。目前已經(jīng)有越來越多的汽車制造企業(yè)開始應用鋁材作為汽車結構的主要材料。

2汽車用鋁材的發(fā)展及現(xiàn)狀

鋁材作為汽車制造業(yè)中應用較多的金屬材料之一，隨著鋁材性能的不斷提升，鋁材質量在不斷減小，鋁材在汽車部件使用覆蓋率也在不斷擴大。自20世紀90年代初德國奧迪公司制造全球第1輛全鋁材汽車以來，汽車制造輕量化概念席卷全球，汽車輕量化也標志著全球制造業(yè)朝著節(jié)能減排方向發(fā)展邁出重要一步。20世紀90年代末，奧迪公司第1輛量產(chǎn)全鋁框架車身汽車問世，其后3年奧迪公司經(jīng)過技術更新，又生產(chǎn)出升級版新一代全鋁車身汽車，該汽車不但車身框架使用鋁材，車輪、熱交換器和發(fā)動機等汽車零部件也都使用鋁材制造加工，使得汽車車身整體質量明顯減少，同時該全鋁車身技術還增強汽車的整體硬度結構，使全鋁汽車性能更加穩(wěn)定，鋁材汽車部件也便于循環(huán)再利用，以此降低汽車制造成本。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全球平均汽車用鋁量在逐年不斷攀升，預計到2025年車用鋁材比重將由目前的15%上升到20%，全球平均汽車用鋁量將達到240kg。而國內汽車制造產(chǎn)業(yè)由于工藝技術和制造成本的因素，汽車用鋁量低于世界平均用鋁量，截止2018年國內汽車平均用鋁量僅為153kg，遠低于日本及歐美發(fā)達國家水平，我國鋁材在汽車制造技術中的應用任重而道遠。未來隨著國內汽車銷售量的不斷增加，整體汽車用鋁量也將大幅提升，汽車制造工藝逐步得到改善，鋁材可逐步替代部分鋼制汽車零部件。因此，鋁材在汽車制造業(yè)發(fā)展過程中起到重要的推動作用。

3鋁材分類及在汽車制造中的應用

3．1壓鑄鋁合金材料及其應用。壓鑄鋁合金作為汽車制造中應用最多的鋁材，不但具有穩(wěn)定的使用性能，并且能夠滿足不同機械性能、質量標準、經(jīng)濟效益的需求，同時，由于壓鑄鋁合金汽車零部件產(chǎn)成品的表面光滑，產(chǎn)品一次精確成型率較高，特別適合批量制造。壓鑄鋁合金在汽車上主要用來生產(chǎn)轉向器、離合器、變速箱、搖臂、齒輪等發(fā)動機部件的外殼，同時也被用來生產(chǎn)油缸、制動盤鉗、車輪、保險杠、液壓泵等一系列非發(fā)動機裝置，隨著汽車制造技術輕量化的不斷發(fā)展，壓鑄鋁合金在發(fā)動機裝置方面會有更多的應用拓展空間。日產(chǎn)公司新型汽車的氣門挺干以及發(fā)動機缸體均利用高壓模鑄技術制造，在提高部件強度的同時，厚度與質量都明顯下降。3．2形變鋁合金材料及其應用。形變鋁合金也是汽車構件制造應用占比較高的一類鋁材，主要被應用在發(fā)動機蓋板、保險杠、車輪、發(fā)動機總成蓋板、消聲外殼、熱交換器、車身底板、儀表板、座位等部件的制造。由于形變鋁合金含金量較低，在加工成型過程中會增加其韌性強度，因此相較于壓鑄鋁合金，形變鋁合金在車輪零部件、采暖系統(tǒng)、車體板件等制造工藝方面性能優(yōu)勢較大。在車體面板應用方面，經(jīng)過熱處理加工的形變鋁合金常被用來生產(chǎn)汽車框架和車身面板，尤其在制造2系、6系、7系汽車車身外殼方面具有較高的應用率。對于其他鋁合金零部件，由于鋁合金可以降低車身裝飾零件的質量，提高汽車移動的穩(wěn)定度，因此形變鋁合金主要用來制造汽車車體的懸掛部件。通過在熱交換器中使用形變鋁合金，使得汽車熱交換器減少近1/2的質量。目前，日本及歐美發(fā)達國家已全部使用形變鋁合金車載制冷器，而采暖系統(tǒng)的形變鋁合金普及率也已超過50%，歐洲部分地區(qū)占有率甚至高達95%。3．3鋁基復合材料及其應用。復合材料主要借助材料制備工藝將兩種或兩種以上性質不同的材料進行復合生成一種新性能材料。作為復合材料中的一種鋁基復合材料基體主要為金屬鋁、鎂、鎳等，由于與其他金屬材料相復合，使鋁材在原有特性基礎上，具備更高韌性強度、穩(wěn)定的成型尺寸，由于鋁基復合材料的密度較一般鋁材要高，因此整體的抗疲勞、耐磨性能以及可塑性較好。鋁基復合材料的問世使汽車輕量化發(fā)展趨勢發(fā)生質的飛躍。美國將顆粒增強鋁基復合材料應用于汽車制動盤中，不但顯著降低汽車制動盤的質量，而且減少制動噪音，整體散熱性能較好。由日本研制的鋁基復合發(fā)動機活塞在降低發(fā)動機活塞質量的同時，耐磨性能以及散熱效果均好于傳統(tǒng)發(fā)動機活塞。另外，鋁基復合材料還被應用于制造齒輪箱、汽車剎車裝置、搖臂以及驅動軸等汽車構件。

4結語

鋁材在汽車制造技術中的應用不但涉及汽車制造材料、加工工藝的升級換代，同時也體現(xiàn)了時代對汽車領域發(fā)展的需求趨勢。隨著科學技術的不斷進步，汽車制造成本不斷降低，在汽車制造領域將會涌現(xiàn)出更多性能優(yōu)異的新型鋁材，汽車整體鋁合金應用覆蓋率也會大幅提升，真正實現(xiàn)汽車輕量化發(fā)展理念。

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作者:王歲紅 單位:西安汽車科技職業(yè)學院