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金属镁铝给汽车业带来“轻量化”时代的变革

发布时间:2013-04-15 10:24:41 来源:中国有色网 查看次数:

  据悉,因汽车轻量化相关的利好政策迟迟不能出台,加之消费者对汽车轻量化的认知程度不够深入,部分消费者的消费观念依旧停留在车身越重越安全的阶段,制约了国内汽车步入轻量化的步伐,这也是我国与先进发达国家实施汽车轻量化差距较大的原因之一。目前,各铸件生产大国的铝、合金铸件所占比例在13%~19%之间,有些国家(如意大利)更是高达30%~40%,而我国的铝、合金铸件所占的比例不到10%。

  据中国汽车咨询中心网统计,以铝代替传统的钢铁制造汽车,可使整车重量减轻30%~40%,制造发动机可减重30%,铝制散热器比相同的铜制品轻20%~40%,轿车铝车身比原钢材制品轻40%以上。所以用铝材代替铸铁和钢材制造汽车零部件将有显着的减重效果,汽车上每使用1 kg铝,可降低自重2.25kg,减重效果提高到125%。在汽车轻量化的总趋势推动下,预计未来我国轻金属铸件市场将会有大幅度的发展。

  铝、金属进入汽车领域步伐缓慢还与人们对其理性认知程度不够,铝、金属给人的感性直觉好象是软软的金属,缺少强度。殊不知铝、合金却是相当好的新材料,因而,普及推广应用铝、金属及合金任重道远。国家合金材料工程技术研究中心主任潘复生说,中国交通运输轻量化市场的潜力巨大,铝合金技术研究已经取得突破,在交通领域拥有明显的优势:重量轻、优良性减重、易加工、散热性好,减重带来油耗降低,力学性好;合金弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力强,耐有机物和碱的腐蚀性能好。

  世界汽车产量持续增长,汽车工业发展程度是一个国家发达程度的重要标志之一,而金属材料是汽车工业发展的重要基础。出于节能与环保的要求,汽车设计专家们想方设法减轻汽车体重,以达到减少汽油消耗和废气排放量的双重效果。合金作为最轻的结构材料,能满足日益严格的节能和尾气排放要求,可生产出重量轻、耗油少、环保型的新型汽车。合金汽车零件的好处可简单归纳为:密度小,可减轻整车重量,间接减少燃油消耗量;的比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷;具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低;具有良好的阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可降低噪声,用于座椅、轮圈可以减少振动,提高汽车的安全性和舒适性。

  据悉,合金在汽车上用作零部件的历史约有70年。早在1930年就用于一辆赛车上的活塞和欧宝汽车上的油泵箱,之后用量和应用部位逐渐增加,主要用作阀门壳、空气清洁箱、制动器、离合器、踏板架等。从上世纪90年代开始,欧美、日本、韩国的汽车商都逐渐开始把合金用于许多汽车零件上。合金压铸件在汽车上的应用已经显示出长期的增长态势。在过去10年里,其年增长速度超过15%。在欧洲,已经有300种不同的制部件用于组装汽车,每辆欧洲生产的汽车上平均使用2.5kg。乐观的估计认为,出于减重的需求,每辆汽车对的需求将提高至70~120kg。

  铝则具有密度小、耐腐蚀、塑性优良,适合各种加工制造。铝、金属合金在汽车应用领域有着互补性,彼此是“你中有我,我中有你”。汽车用铝的主要应用领域是壳体类零件、支架类零件、部件及其它。壳体类零件:缸体、缸盖、离合器罩、变速箱壳体、机泵体及盖、压缩机壳体、发电机壳体、制动泵壳体、减震器壳体;支架类零件:方向盘骨架、底盘部分支架;部件:活塞、轴瓦、铝车轮、水冷散热器、空调用冷凝器、蒸发器、暧风散热器、进气歧管等;其它的有管路、插接件、门内板、客车车窗。目前国内汽车工业80%的铝合金零部件为铸件铝,生产工艺水平还需要进一步提升,这也是研发的方向与潜力。

  值得欣慰是的,近年来我国在研发铝、合金汽车应用领域取得喜人的进展,为铝、金属进入汽车“轻量化”时代注入了科技含量。据悉,车重每减轻1kg,运行1万公里就可节省汽油0.7kg,拉相同重量的货物,铝合金挂车在油耗上要低得多;耐腐蚀寿命长,铝合金挂车的耐腐蚀性远远高于钢制挂车,具备不易损耗的特性,减少维护保养频率,降低运营成本,适合在特殊环境下运输的要求;安全可靠机械性能强,铝合金材料技术已形成了1系~9系的系列材料,其中6系材料已经达到优质碳素钢的机械性能(硬度、强度、延伸等),7系材料的机械性能已经达到合金钢的机械性能,而8系、9系的机械性能则更强。普通合金钢挂车比铝合金挂车的承载能力低26%,而碳素钢挂车的承载能力比铝合金挂车至少低44%。

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