广东鸿图南通压铸有限公司 226300
摘要：近年来随着经济的不断发展，能源问题日渐突出，汽车行业对于能源的需求量大，且排出的废气对空气有一定污染，但不能通过遏制汽车制造业的发展来实现节约能源的目的，只能在发展中不断向节能减排的方向靠拢。汽车节能减排的发展主要有两个方向，一个是改变汽车自身的结构，这个方向就目前来说，已经有了很先进和成熟的技术手段。另一个就是当今社会提倡的汽车轻量化，通过改变整体车身的重量，提高能源的使用率，废气排放量也随之降低。在汽车轻量化发展中，铝合金作为一种轻金属，其在汽车上的应用和发展为汽车的轻量化开辟了发展的道路。
关键词：铝合金；汽车；应用；发展
随着人们生活水平的提高，对于汽车的需求不再是“有车即可”，而更向往着个性化、人性化以及舒适程度和节能低排放，为了更好的满足客户的需求，并迎合国家倡导的节能减排策略，需要对汽车“瘦身”，在功能比以前更好的情况下减轻汽车车身的整体重量。
1.铝及铝合金
铝的密度为2.7g/ ,相当于钢的三分之一，是轻金属中的佼佼者。铝的熔点低，流动性强，可以用来塑造形状复杂的零件，且铝的表面易与氧气产生反应形成稳定的 ，具有较强的耐腐蚀性。
铝合金则是在纯铝中加入某一种或者多种金属元素形成合金。铝合金与铝相比较，刚性和强度比较高，保留了可塑性，还能进行热处理，有些铝合金抗拉强度甚至于低碳钢旗鼓相当。最为重要的一点，铝合金质量轻，可以广泛适用于各种机械产品的零部件制造中。
2.铝合金在汽车上的应用
2.1铝合金在汽车上的应用背景
前面提到汽车要向轻量化方向发展，铝合金是必不可少的材料。有资料显示，如果用铝合金来取代钢材料，发动机的重量可以减少30%，左右车轮能够减少50%的重量，这样一来，汽车整体的重量能够减少30%-40%。而一辆汽车的重量减小一千克，同样是一升汽油，行程会比普通汽车的行程多出40米左右，换句话说，当汽车整体重量减轻1%时，其耗油量能够比平时减少0.6%-1%。可见铝合金在汽车轻量化发展中有着举足轻重的地位。
图1 铝合金在汽车上的应用历程
从图1中不难看出，铝合金在汽车制造中材料的构成和用量上都在逐年递增，尤其是近20年来，在汽车的发动机、底盘、轮毂以及车身等部位都看到了铝合金的影子，在国外甚至已经开始尝试打造全铝汽车，以求汽车的车身轻量化。
2.2各种铝合金材料在汽车上的应用
①铸造铝合金在汽车上的应用
铸造铝合金具有很强的耐腐蚀性和刚性，主要用于制造变速箱、离合器、转向器的客体、发动机部件以及保险杠、车轮等非发动机结构部件。铸造铝合金的方法很多，可以根据压铸件的形状、尺寸、质量等多方面的标准来选择压铸工艺，目前采用最多的就是压铸法，其生产出的压铸铝合金有着精确的尺寸，铸造出的铸件可以在进行少量在加工或者不加工的情况下投入使用，适用于批量性生产。
②形变铝合金材料在汽车上的应用
形变铝合金在汽车上主要用于制造发动机罩、车身板、防抱制动系统、车座位以及各种仪表板等。形变铝合金在强度和韧性上要优于铸造铝合金，因此被广泛应用在强度需求较高的部位上。
③铝基复合材料在汽车上的应用
铝基复合材料是指在铝合金的基体上分布其他金属或者陶瓷等，以便增强材料性能，降低成本。铝基复合材料的质量轻，且有着较高的比强度，耐磨性和抗疲劳性能被应用在汽车发动机活塞环槽，改善燃油经济性，延长了活塞的使用寿命。
3.先进的铝合金处理工艺
3.1回归再时效处理技术
回归再时效处理技术是指将尽心固溶和时效之后的铝合金重新加热处理，让温度高于时效温度后快速冷却，获取到的铝合金材料性能便恢复到了固溶状态时的性能。这个时候再重新进行时效处理就是回归再时效处理，这样的处理方式能够提高铝合金的耐应力和强度，增强其抗腐蚀性。
3.2最终形变热处理技术
最终形变热处理技术，也被称为FTMT技术，是指铝合金经过固溶-预时效-冷变形-终时效过程后，采用最终形变热处理技术的铝合金，其性能要比仅经过固溶和时效处理的铝合金性能好。这是因为在对材料进行最终形变热处理后，让溶质中原子的分布状态发生了改变，再经沉淀析出和形变错位过程，让铝合金的力学性能得到很大的提升。
3.3半固态成形及热处理技术
把非树枝状结晶的铝合金材料加热到固液相间的状态，再通过压铸、锻造等方法来让这种半固态的铝合金在压力作用下凝固成形。这种处理技术即为半固态成型及热处理技术。半固态铝合金成形制品的组织密度小，力学性能高，再加上热处理，性能效果会更加明显。这种技术下生产的铝合金材料可以被广泛应用于汽车的拉杆、上下摇臂以及刹车油泵等零部件上。
4.铝合金在汽车上的应用发展
进入21世纪后，资源与环境问题越发突出，面临着资源紧缺和换进保护的双重挑战，推动汽车轻量化发展是汽车制造业的主要目标。无论是在成本、技术、性能高还是可持续发展方面，铝合金都具备良好的优越性，因此，在汽车轻量化的发展中，铝合金将轻量化材料应用中的首选。
5.汽车轻量化发展对铝合金生产的作用
5.1铝及铝合金的成本会在需求增加的情况下出现浮动
需求决定市场，铝及铝合金材料具有的良好性能被广泛应用在了汽车制造、家用电器及航空航天等，机械制造业要发展，必然会增加对铝合金材料的需求，那么一旦生产中的铝合金零部件供不应求，将会给制造成本带来一定的浮动。好在铝合金可以回收使用，只要在生产铝合金零部件中降低报废率，就能过将浮动控制在合适的范围。
5.2铝合金铸造技术或将有重大突破
在汽车轻量化发展中，对于铝合金的各种性能有着功能性的要求。尤其是汽车未来的个性化和人性化的发展，对于铝合金零部件的使用会更加严格。要想锻造出更好的铝合金产品，需要不断提升铝合金的铸造技术，利用计算机技术来发展自动化和系统化，实现铝合金铸造的信息化发展。
6.发展汽车轻量化要注意的问题
①在发展汽车轻量化的过程中，对轻量化材料的使用要保持科学严谨，在保证车身整体性能和安全性前提下，来采用轻量化材料减轻车身重量。
②汽车为了向人性化发展，会不可避免的趋向于速度、舒适程度、安全、豪华等，这些功能的提高或实现都需要增加很多配置。但汽车还要做到轻量化发展，如何在增加配置的同时不会给车身带来负担，这是个很不好把握的问题。
③处理好材料与成本之间的关系尤为重要。在材料的选用上，要注意成本，尽量选用成本低、资源多的轻量化材料，这样才能达到提升车身轻量化，降低制造成本的目的。
④人才是企业发展的根本，在汽车轻量化发展中，要建立汽车材料轻量化技术人员的培养基地以及技术咨询服务机构，方便汽车轻量化材料能够科学进行，同时为汽车制造乃至机械制造业的轻量化发展培养出更多的专业人士。
结语：
汽车的生产制造业一直是最具发展的行业，但同时也是竞争激烈的行业。在想在激烈角逐的企业中脱颖而出，保持优势，必须不断寻求发展。汽车轻量化是一个可长期持续发展的方向，只有不断钻研，在轻量化方向寻找突破，才能将汽车制造带入环保、智能的发展环境中。
参考资料：
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论文作者:钱维
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
标签：铝合金论文; 汽车论文; 轻量化论文; 材料论文; 时效论文; 车身论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;