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轻量化材料需物尽其用

作者:扑克王app官网下载链接 日期:2020-02-12 00:48

  近期,本报分别对高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料五种轻量化材料进行了系列报道,详细了解了它们的特点及在汽车上的应用。汽车轻量化可从汽车设计、改进制造工艺、提高现有材料强度和采用轻质材料替代现有材料四个方面来实现。采用轻量化材料是汽车轻量化发展的主要方向。

  高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料等是当前常见和应用较多的轻量化材料。各种材料自身的属性特点和工艺技术水平决定了它们的应用范围和推广难度。通过调查,记者发现每一种材料都有其最适合发挥价值的地方,我们在轻量化过程中需要做的是根据轻量化材料不同的优势让它们“物尽其用,用得其所”。

  记者分别对高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料五种轻量化材料进行深入调查,通过综合比较发现,每种材料都有其独特的优势,也有其无法避免的劣势。

  首先,作为传统材料的高强度钢在汽车轻量化的大潮中是不会被取代的。安全是汽车的重要属性之一,先进的高强度钢在强度、抗腐蚀性方面具有优越性,而且当前高强度钢的技术应用成果显著,能够进一步提高汽车的安全性、环保性和节能性。但无法否认的是,从实现轻量化来讲,高强度钢的效果略低一些。

  其次,铝合金、镁合金、复合材料在汽车减重、环保方面效果显著,但成本相对较高,在技术工艺方面也不够成熟。铝合金与其他材料不好连接,焊接困难只能采用铆接,导致生产效率不高;镁合金则耐腐蚀性差、废品率高且存在安全生产问题;复合材料虽然能大大减轻整车重量和便于设计出更时尚的外形,但“高处不胜寒”,昂贵的价格让汽车制造商望而却步;工程塑料虽然成本较低,但与其他金属件的连接仍是技术瓶颈,而且人们对工程塑料的安全性有疑虑,工程塑料在回收利用方面也存在问题。

  各种轻量化材料应该在应用过程中善用各自的优势,一点都不要浪费。多位专家都表示“汽车轻量化是综合利用即‘把最好的材料用在最合适的地方’”。

  从性能、成本等综合因素考虑,高强度钢仍是市场上受欢迎的轻量化材料。凭借较高的强度和安全性,未来,它会更多地应用在各种汽车安全件、底盘、车身结构、车身覆盖件等方面。

  当前铝合金在汽车上的应用比较多,如发动机缸体、缸盖、变速器壳体、车身、底盘、散热器等,整车企业和零部件企业对铝合金的研究也比较多。随着技术的进步,铝合金在当前领域的应用肯定会越来越广,未来在底盘和车身覆盖件方面也有很大的发展潜力。

  镁合金与工程塑料都面临整车厂的认识问题。镁合金当前主要应用在汽车方向盘、汽车仪表、中控支架等可覆盖的地方。基于此,未来镁合金可以在不暴露表面如车内门板、座椅支架等方面进行推广,而镁合金发动机罩盖、变速器外壳、车身结构等可在高端车上使用,迫于成本压力,中低端车要批量使用还需要继续努力。

  另外,工程塑料和复合材料作为一种新的材料技术也被大家广泛看好,轻量化的进一步发展必然推动它们快速发展。未来,工程塑料和复合材料都可应用到汽车内外饰、汽车座椅、汽车天窗、水箱、电池箱、刹车踏板、仪表盘等地方。

  汽车轻量化永无止境。随着科技的发展,轻量化材料和技术是层出不穷的。现在有镁合金、碳纤维,未来还会有新的轻量化材料,但不论出现什么材料,这些轻量化材料都不会是孤军奋战,必然是以组合的形式出现,因为汽车未来的发展趋势是多种材料的混合使用。

  记者还从采访中发现,从技术上来说,轻量化材料面临如何更好、更有效、更牢固连接的技术瓶颈,有的则面临如何解决安全的问题;从环保角度讲,如何实现更有效的回收利用,更好地满足环保要求很重要。

  最后,汽车轻量化是汽车全产业链共同的事情,需要汽车企业努力,还需要行业联盟和政府的支持。对企业来说,虽然一些新技术在前期研究时投资巨大,但这种投资是必要的,因为有了先进的技术储备,一旦时机来临,方可掌握先机。

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