出于環(huán)保和節(jié)能等需要,輕量化已是汽車發(fā)展的必然趨勢(shì)。汽車輕量化對(duì)減輕車身重量、減少耗油量和減排至關(guān)重要。汽車輕量化可以通過先進(jìn)的制造工藝、輕量化材料、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)等途徑實(shí)現(xiàn),輕質(zhì)材料包括鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維、碳纖復(fù)合材料等等。
“國(guó)內(nèi)汽車車身輕量化將帶來鋁黃金期”,日前在濱州舉辦的世界高端鋁業(yè)高峰論壇上,重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授賈志宏表示。從輕量化、節(jié)能、環(huán)保等綜合性能方面考慮,鋁合金是汽車輕量化選材料,已有多國(guó)致力于汽車用鋁合金的研究。研究表明,汽車每應(yīng)用1kg鋁材,可獲得2kg的減重效果;汽車每減重10%,油耗可降低6%-8%,尾氣排放量可減少4%。
汽車輕量化鋁合金型材
鋁合金材料可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。其中,變形鋁合金可用于車身系統(tǒng)部件、熱交換器系統(tǒng)部件、廂式貨車等方面;鑄造鋁合金可用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、離合器踏板、方向盤等方面。鋁合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕和良好的加工成形性,熱處理后強(qiáng)度可與鋼的媲美,因此可作為理想的汽車輕量化材料,當(dāng)前以及今后一段時(shí)期內(nèi),鋁合金材料是汽車輕量化的主要選擇替代材料。
與國(guó)外先進(jìn)汽車相比,我國(guó)鋁合金板在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用與汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,18%的鋁材用于汽車制造,每輛汽車的平均用鋁量為140kg左右,并以每年20%-30%的速度增長(zhǎng)。據(jù)悉,我國(guó)已出臺(tái)相關(guān)政策支持高品質(zhì)鋁合金汽車板產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)報(bào)道,日前德國(guó)西格里碳素公司(SGL Carbon)宣布與蔚來(NIO)達(dá)成合作。SGL將為蔚來研發(fā)碳纖維增強(qiáng)型塑料電池外殼原型,該電池外殼比傳統(tǒng)的鋁或鋼制電池外殼輕40%,具有高剛性,而且比鋁的熱導(dǎo)率低200倍。據(jù)了解,目前電動(dòng)車的動(dòng)力電池包外殼大多數(shù)是由鋁和鋼制成。
汽車輕量化鋁合金型材
在動(dòng)力電池中,托盤占去了電池系統(tǒng)重量的20~30%,實(shí)為主要結(jié)構(gòu)件。鋁合金材質(zhì),首先能滿足車輛零部件包括電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需求,能替代部分鋼結(jié)構(gòu)的材料。車用鋁合金應(yīng)用主要包括5×××系(Al-Mg)和6×××系(Al-Mg-Si)等等,鋁托盤主要采用6系鋁型材(材質(zhì)的應(yīng)用,還需進(jìn)一步分析和摸索)。
6系鋁合金強(qiáng)度適中,成形性和耐蝕性好,綜合性能優(yōu)良,進(jìn)行固溶淬火和自然時(shí)效處理后屈服強(qiáng)度較低,具有良好的沖壓成形性,而且在烤漆處理后強(qiáng)度提高,抗凹陷能力增強(qiáng),因此該材料是汽車輕量化的優(yōu)選材料。
汽車的安全不是依靠鐵皮的厚度來衡量的,而是靠車身結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)。近些年世界各國(guó)都在研發(fā)輕量化車身,減少排量,推行新能源,汽車輕量化才是以后汽車的發(fā)展趨勢(shì)。鋁合金作為汽車輕量化的重要材料,必須立足全球市場(chǎng),長(zhǎng)期關(guān)注其可持續(xù)性發(fā)展。