簡單分析鋁合金在汽車中的應(yīng)用潛力

目前，汽車制造領(lǐng)域中鋁材應(yīng)用仍在不斷增加。新的材料組合、復(fù)合方式也進一步的增大了鋁材在輕量化設(shè)計中的應(yīng)用潛力。鋁材的應(yīng)用潛力到底有多大？當(dāng)前的研發(fā)情況如何呢？

鋁是當(dāng)代汽車制造領(lǐng)域中重要的輕量化材料。在現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)的車輛中，鋁材所占的重量已達140公斤左右，而且仍在繼續(xù)增加。德國鋁工業(yè)企業(yè)總會GDA表示：鋁材用量不斷增加的趨勢在于鋁合金材料、鋁合金半成品材料的多樣性：有板材、有棒材、有型材、有鍛件或者鑄件等多種多樣的鋁原材料形式可供汽車生產(chǎn)廠家選用。



新的鋁合金材料應(yīng)用和加工工藝技術(shù)也促進了它在汽車工業(yè)領(lǐng)域中的進一步推廣和應(yīng)用。比如奧迪公司就在汽車零部件的連接中開發(fā)了適合于新材料性能的全新連接工藝技術(shù)。奧地利AMAG公司則完成了與錳或者纖維增強材料的復(fù)合。還有一些供應(yīng)商認為在熱變形加工領(lǐng)域中鋁復(fù)合材料研發(fā)前途光明，因為鋁加熱后鋁合金材料有著更好的變形加工性能，并能夠在最終成型時達到了材料的最高強度。

多種多樣的應(yīng)用

鋁合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域，至少在汽車車架生產(chǎn)中的應(yīng)用有著巨大潛力。例如，中檔豪華轎車Jaguar XE就和雙門跑車和F型敞篷車以及SUV Range Rover和Range Rover Sport等車輛都是利用鋁合金材料生產(chǎn)的。



鋁合金材料生產(chǎn)制造的底盤和車架都按照所謂的“無骨架”結(jié)構(gòu)設(shè)計成了一個整體。在過去的一年里，Jaguar公司共生產(chǎn)了大約140000架鋁合金材料車架。

Berylls戰(zhàn)略顧問公司的Christian Kleinhans先生認為，鋁合金材料在未來的車架設(shè)計制造中將扮演更加重要的角色——從中期發(fā)展的角度來看，除了傳統(tǒng)的車架之外，由60%以上高強度鋼材和超高強度鋼材制造的輕量化車架將會成為標準的車架結(jié)構(gòu)方案，而下一步的發(fā)展方向?qū)嵌喾N材料的鋼結(jié)構(gòu)輕量化車架結(jié)構(gòu)方案，其中，逐步的增加鋁合金材料而產(chǎn)生的輕量化結(jié)構(gòu)件比例將會提高到80%，然后就是以鋁合金為主的多種材料混合結(jié)構(gòu)的車架時代了，就像今天奔馳公司S級轎車或者C級轎車的車架那樣，主要是利用鋁合金材料支承起來的、部分的采用了超高強度鋼材制造的車架。另外，進一步發(fā)展下去將可能會在汽車車架中使用例如：塑料材料、鎂合金材料、纖維增強材料或者碳纖維增強塑料了。

鋁合金的增壓器殼體

鋁合金材料的應(yīng)用始終沒有局限在汽車的車架輕量化范圍內(nèi)，不久前Continetal公司的實例就充分的證明了這一點，他們是第一家把水冷的鋁合金增壓器殼體投放到市場的企業(yè)。增壓器渦輪機的殼體在水冷系統(tǒng)的冷卻下完全“冰涼”，而鋼制的增壓器渦輪機機殼則被燒的通紅。鋁合金材料的渦輪機機殼采用了空腔結(jié)構(gòu)設(shè)計，以便用水來冷卻鋁合金機殼。雖然這種空腔設(shè)計比較復(fù)雜、費事，但對汽車生產(chǎn)廠家來講卻是非常值得的，由于用鋁合金材料替代了渦輪機機殼原來使用的鋼制機殼-耐熱性能很高的鎳基合金鋼材料。同時，鋁合金材料的渦輪機機殼也比鋼制機殼的重量輕1.2公斤。

未來更多的可能性

與鋼材相比較，鋁合金是一種相對比較年輕的金屬材料，因此奧迪公司認為鋁合金材料的技術(shù)性能，例如強度和延伸率方面的極限能力還遠遠沒有挖掘出來。德國鋁工業(yè)企業(yè)總會GDA同樣也認為鋁合金材料的強度性能有著很大的潛力可以挖掘；認為高強度鋁合金材料有著巨大的應(yīng)用潛力。鋁合金材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)研發(fā)也給奧迪公司帶來了進一步使用好鋁合金材料的可能性，例如鋁合金材料的生產(chǎn)加工性能、薄壁件的生產(chǎn)性能、碰撞性能、延展性和成本費用等方面的進一步研究......