汽车铝质材料


铝是人们最熟悉的金属之一。铝制炊具,铝制窗门等等,铝做为日常生活中最常用的金属,已经深入人们生活的各个方面。而在汽车领域中,铝材的广泛应用是近二十多年才出现的事情。

从70年代起,轿车技术上最明显的变化之一是大量启用了轻型材料,出现了许多用铝、塑料等做成的部件,其中铝材用量最多,集中在车身构件、发动机、空调器、保险杠、装饰件、车座等部件上。据调查,94年美国生产的每辆轿车中,平均用铝量为86.7公斤,比10年前增加了47%,汽车自重同20年前相比减轻了20%。由于轿车轻量化是节约燃料最重要的措施,现代轿车日益广泛使用铝材,已经成为一种趋势。例如轿车轮圈就是一个最明显的例子,80年代初,大部分轿车还是使用钢质轮圈,而今绝大部分轿车都是用铝合金轮圈了。

由于铝的比重只有铁的三分之一强,质量轻,而且铝材几乎可以全部回收,重新加工使用,对环境保护有好处。有些铝合金材的物理性能已与车用钢材相似,具有相当的强度和刚度,成本也日趋降低。因此,按照目前的技术来减少轿车的重量,最有效的途径就是采用铝材等优质材料来代替钢材。

但是,铝材应用在汽车上会遇到许多技术上的难题,加工难度比钢材要大得多。例如轿车车身大部分的工件都是靠冲压成形,由于铝材不是很平直的,如果用冲压钢板的方法去冲压铝板,会出现裂缝和褶皱。同时轿车车身大部分的工件都是用焊接组装,由于铝是热的良导体,在焊接时需要用相当于钢板焊接时5倍的电流消耗量来熔化它。另外,在防腐处理和喷漆工艺上,铝材都有自己的特殊要求,与众不同。由于铝材的应用会涉及到整个造车材料、工艺技术和加工设备的更新改造,轿车趋向使用铝材实际上就是汽车发展进程中的一场技术革命。

目前,轿车用铝合金材已具有多种规格,有些新型的铝合金材具有良好的冲压性、可焊性和抗蚀性,具有一定的强度和钢度,适用于制造刚度大的承载构件,例如车身部分。近年日本汽车制造业开发的一种新型铝合金板材,内含1%的镁和硅,可以越烘越硬,其性能参数已与钢板相似。

日本本田公司生产的顶级跑车NSX,车身和部分底盘零件全部用铝合金制做的,车体重量比用钢材制造时减轻了140公斤,整辆轿车轻了200公斤,燃料消耗率降低了13%。

目前全铝车身还仅限于高档轿车和跑车,随着时间的转移,制造成本的不断下降,将会有更多型号的轿车车身和零部件应用铝合金材。据预测,随着汽车技术的发展,到下世纪初汽车的主要材料将由钢材转为铝材轿车的平均重量将会减轻35%。(99.10.22)

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