铝材在汽车制造技术的运用

导语：铝材在汽车制造技术的运用一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要:节能减排是当今世界社会经济发展主旋律，汽车制造轻量化已成为当前汽车制造领域的主要发展趋势。铝材以其质量轻便、成本低廉、韧度高等优点被广泛应用于现代汽车制造业中。从铝材类型角度出发，分别阐述不同类型铝材在汽车制造技术中的应用。

关键词:铝材;汽车制造;应用

汽车是人们生活中的重要交通工具，随着人们的生活水平不断提高，汽车数量也越来越多，汽车尾气排放也成为环境污染的一个重要来源。随着气候和能源问题越来越严重，汽车行业的发展也面临着一些新的挑战，国家对汽车制造企业提出了更高的要求，必须要降低汽车的能耗，减少污染，提高汽车燃料的经济性，在节能发展背景下，汽车行业必须要实现节能减排，汽车轻量化也势在必行。当今的汽车材料结构发生了很大改变，汽车所用的材料逐渐朝着轻量化、低消耗、高性能等方向发展，其中轻量化可以降低汽车的能耗，应用铝材是实现汽车轻量化的一个重要途径，可以保证汽车的安全性，同时提高汽车的环保性能，达到降低污染排放为最终目标。

1铝材的性能优势

经过实验发现，汽车自身的质量每下降1000kg，就可以减少燃油消耗4800L，降低温室气体排放11．2t。由此可见，降低汽车自身的重量对于汽车行业的可持续、绿色发展有十分重要意义。金属铝作为制造加工领域中常见的生产材料之一，广泛分布于地壳中且存储量较高。质量小、强度高、导热性高、腐蚀性低是铝的主要特点。另外，在工艺性能和力学延展性方面也具有较强优势。由于铝可回收再利用，因此被广泛应用于生产加工制造业中。随着汽车制造技术轻量化概念的提出，人们加大铝材在汽车制造业中的使用率，同时，将回收报废汽车再生铝材二次应用到汽车制造中，不仅降低汽车制造成本，而且有助于保护环境。铝及铝合金材料在汽车制造业中的应用率越来越高。由此可见，铝材是名副其实的绿色材料，在汽车制造行业中有十分强大的应用前景，加上绿色可持续发展理念的不断普及，汽车铝材对未来绿色环保事业的发展有重要意义，铝材将成为未来汽车的主要材料。目前已经有越来越多的汽车制造企业开始应用铝材作为汽车结构的主要材料。

2汽车用铝材的发展及现状

铝材作为汽车制造业中应用较多的金属材料之一，随着铝材性能的不断提升，铝材质量在不断减小，铝材在汽车部件使用覆盖率也在不断扩大。自20世纪90年代初德国奥迪公司制造全球第1辆全铝材汽车以来，汽车制造轻量化概念席卷全球，汽车轻量化也标志着全球制造业朝着节能减排方向发展迈出重要一步。20世纪90年代末，奥迪公司第1辆量产全铝框架车身汽车问世，其后3年奥迪公司经过技术更新，又生产出升级版新一代全铝车身汽车，该汽车不但车身框架使用铝材，车轮、热交换器和发动机等汽车零部件也都使用铝材制造加工，使得汽车车身整体质量明显减少，同时该全铝车身技术还增强汽车的整体硬度结构，使全铝汽车性能更加稳定，铝材汽车部件也便于循环再利用，以此降低汽车制造成本。据相关统计数据表明，全球平均汽车用铝量在逐年不断攀升，预计到2025年车用铝材比重将由目前的15%上升到20%，全球平均汽车用铝量将达到240kg。而国内汽车制造产业由于工艺技术和制造成本的因素，汽车用铝量低于世界平均用铝量，截止2018年国内汽车平均用铝量仅为153kg，远低于日本及欧美发达国家水平，我国铝材在汽车制造技术中的应用任重而道远。未来随着国内汽车销售量的不断增加，整体汽车用铝量也将大幅提升，汽车制造工艺逐步得到改善，铝材可逐步替代部分钢制汽车零部件。因此，铝材在汽车制造业发展过程中起到重要的推动作用。

3铝材分类及在汽车制造中的应用

3．1压铸铝合金材料及其应用。压铸铝合金作为汽车制造中应用最多的铝材，不但具有稳定的使用性能，并且能够满足不同机械性能、质量标准、经济效益的需求，同时，由于压铸铝合金汽车零部件产成品的表面光滑，产品一次精确成型率较高，特别适合批量制造。压铸铝合金在汽车上主要用来生产转向器、离合器、变速箱、摇臂、齿轮等发动机部件的外壳，同时也被用来生产油缸、制动盘钳、车轮、保险杠、液压泵等一系列非发动机装置，随着汽车制造技术轻量化的不断发展，压铸铝合金在发动机装置方面会有更多的应用拓展空间。日产公司新型汽车的气门挺干以及发动机缸体均利用高压模铸技术制造，在提高部件强度的同时，厚度与质量都明显下降。3．2形变铝合金材料及其应用。形变铝合金也是汽车构件制造应用占比较高的一类铝材，主要被应用在发动机盖板、保险杠、车轮、发动机总成盖板、消声外壳、热交换器、车身底板、仪表板、座位等部件的制造。由于形变铝合金含金量较低，在加工成型过程中会增加其韧性强度，因此相较于压铸铝合金，形变铝合金在车轮零部件、采暖系统、车体板件等制造工艺方面性能优势较大。在车体面板应用方面，经过热处理加工的形变铝合金常被用来生产汽车框架和车身面板，尤其在制造2系、6系、7系汽车车身外壳方面具有较高的应用率。对于其他铝合金零部件，由于铝合金可以降低车身装饰零件的质量，提高汽车移动的稳定度，因此形变铝合金主要用来制造汽车车体的悬挂部件。通过在热交换器中使用形变铝合金，使得汽车热交换器减少近1/2的质量。目前，日本及欧美发达国家已全部使用形变铝合金车载制冷器，而采暖系统的形变铝合金普及率也已超过50%，欧洲部分地区占有率甚至高达95%。3．3铝基复合材料及其应用。复合材料主要借助材料制备工艺将两种或两种以上性质不同的材料进行复合生成一种新性能材料。作为复合材料中的一种铝基复合材料基体主要为金属铝、镁、镍等，由于与其他金属材料相复合，使铝材在原有特性基础上，具备更高韧性强度、稳定的成型尺寸，由于铝基复合材料的密度较一般铝材要高，因此整体的抗疲劳、耐磨性能以及可塑性较好。铝基复合材料的问世使汽车轻量化发展趋势发生质的飞跃。美国将颗粒增强铝基复合材料应用于汽车制动盘中，不但显著降低汽车制动盘的质量，而且减少制动噪音，整体散热性能较好。由日本研制的铝基复合发动机活塞在降低发动机活塞质量的同时，耐磨性能以及散热效果均好于传统发动机活塞。另外，铝基复合材料还被应用于制造齿轮箱、汽车刹车装置、摇臂以及驱动轴等汽车构件。

4结语

铝材在汽车制造技术中的应用不但涉及汽车制造材料、加工工艺的升级换代，同时也体现了时代对汽车领域发展的需求趋势。随着科学技术的不断进步，汽车制造成本不断降低，在汽车制造领域将会涌现出更多性能优异的新型铝材，汽车整体铝合金应用覆盖率也会大幅提升，真正实现汽车轻量化发展理念。

参考文献:

［1］李玲，董建雄，黄云飞．汽车车身轻量化的研究和应用现状［J］．汽车与配件，2015(32):69－71．

［2］郑晖，赵曦雅．汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用［J］．锻压技术，2016，41(2):1－5．

［3］刘静安，盛春磊，刘志国，等．铝材在汽车上的开发应用及重点新材料产品研发方向［J］．铝加工，2012(5):4－15．

［4］崔厚学．铝合金连接技术在汽车制造中的应用［J］．汽车工艺师，2017(6):20－23．

［5］张兴禹，张箭冲，王连友，等．铝合金板材在汽车生产中的应用［J］．科学技术创新，2017(7):7．

作者:王岁红 单位:西安汽车科技职业学院