孫海影

摘 要：汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排、提高汽車性能、增加汽車安全性的有效措施。全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源的緊缺和環(huán)保問題的日益突出，使得汽車工業(yè)的綠色節(jié)能成為發(fā)展的主要方向之一。要想實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的環(huán)保節(jié)約，減少汽車的重量并不影響汽車的使用質(zhì)量，是當(dāng)前可行性最高、制約因素最少、也最節(jié)約的方式。而汽車輕量化需要材料技術(shù)的支持和應(yīng)用。本文研究了當(dāng)前我國在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化中運(yùn)用新材料的現(xiàn)狀，出現(xiàn)的問題，并介紹了目前應(yīng)用廣泛的新材料，闡述了應(yīng)用新材料中需要注意的問題和應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：汽車輕量化；新材料；技術(shù)

實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的策略有減小汽車尺度、結(jié)構(gòu)優(yōu)化達(dá)到輕量、運(yùn)用創(chuàng)新輕質(zhì)材料如鋁合金、合成塑料等，其中新型輕量材料的創(chuàng)新和應(yīng)用是最為高效可行的。目前汽車輕量化新材料的應(yīng)用上，雖然很多汽車生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到材料的優(yōu)化，并著力開發(fā)運(yùn)用新型輕質(zhì)材料，但是新材料在汽車產(chǎn)品材料應(yīng)用中所占比重不高。合理開發(fā)研究新型材料，在保障汽車的安全性和質(zhì)量的前提下，將汽車的重量降低，來達(dá)到節(jié)約燃料、節(jié)省能源、減少對環(huán)境的破壞、提升汽車性能的目的。

1 我國汽車輕量化運(yùn)用新材料中存在的問題

1）新材料技術(shù)制約。雖然新材料對于減輕汽車整體質(zhì)量有顯著效果，但是要求新材料能夠滿足汽車的安全要求和性能要求，這就給新材料的開發(fā)提供了很大難度。當(dāng)材料的質(zhì)量降低、變薄變輕后，強(qiáng)度必須更高才能滿足要求。如鋼板材料的使用上，高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)技術(shù)不過關(guān)，熱沖壓技術(shù)不夠先進(jìn)，必然導(dǎo)致高強(qiáng)鋼的使用率偏低。而許多高端材料的核心研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)，我國國內(nèi)企業(yè)掌握的不多。這些導(dǎo)致我國新型材料應(yīng)用量很少，所占比例很低。

2）輕量化成效不顯著。我國在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化進(jìn)行了大量研究和嘗試，也取得了很多成果，但是受技術(shù)等因素的限制，導(dǎo)致我國汽車輕量化新材料運(yùn)用方面存在很多缺陷，和發(fā)達(dá)國家比還有一定差距。我國自主研發(fā)生產(chǎn)的品牌車，雖然很多應(yīng)用了新材料減少質(zhì)量，但是汽車的安全性降低。若在保障安全性的基礎(chǔ)上，我國自主研發(fā)品牌汽車則比國外同類型產(chǎn)品質(zhì)量更重，耗油量也更高，節(jié)約能源的效果不明顯。

2 常見汽車輕量化材料

2.1 高強(qiáng)度鋼

鋼鐵材料在汽車材料中運(yùn)用最廣泛。高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼能夠?qū)崿F(xiàn)有效地減輕汽車質(zhì)量同時(shí)保障材料強(qiáng)度的要求。高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用于汽車零件和車架等部位，取代普通鋼和鑄鐵使得車身質(zhì)量大幅度減小。高強(qiáng)度鋼可應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向零件等對強(qiáng)度要求極高的部件，也可用于車身、底盤等部位，實(shí)現(xiàn)輕量化。

2.2 鎂合金

鎂是一種輕質(zhì)金屬材料，鎂合金在汽車輕量化技術(shù)中也起到越來越重要的作用，成為一個(gè)有效的研究方向。鎂合金可應(yīng)用于汽車底盤和車身，還可應(yīng)用于一些零件和結(jié)構(gòu)件。鎂合金材料中鑄造鎂合金的應(yīng)用最為廣泛，如AM、AZ系列。此外變形鎂合金可以運(yùn)用到車身組件和框架等車身部位，有效地減輕車身重量。

2.3 鋁合金

鋁合金在汽車輕量化中運(yùn)用比較廣泛，尤其是在輕型車的應(yīng)用上更是逐年增長。鎂合金質(zhì)量較輕，且我國輕量化技術(shù)中對鎂合金材料研究深入，發(fā)展比較成熟。鋁合金中的鑄造鋁合金大量應(yīng)用于發(fā)動機(jī)零件和底盤零件等，能夠滿足汽車安全要求，變形鋁合金則多應(yīng)用于車身零件和車身構(gòu)件等汽車部位，如保險(xiǎn)杠、車門、車輪等。此外，鋁合金中的超塑性鋁合金、粉末冶金鋁合金等材料也不斷被研發(fā)投入使用，在汽車輕量化中發(fā)揮重要作用。

2.4 塑料及復(fù)合材料

塑料以及非金屬基復(fù)合材料也開始在汽車輕量化技術(shù)中得到重視和應(yīng)用。塑料自重極輕，而且不易腐蝕，不會出現(xiàn)銹蝕等問題，能夠比較方便地加工成型，而且還比較經(jīng)濟(jì)。工程塑料、塑料合金等塑料類型可以應(yīng)用于各種內(nèi)裝件，如儀表盤、汽車頂棚、各種箱蓋等部位，隨著技術(shù)的發(fā)展成熟，塑料材料也可以應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件和外裝件上，實(shí)現(xiàn)塑料材料的廣泛應(yīng)用。

3 實(shí)現(xiàn)汽車輕量化新材料應(yīng)用策略

1）推動新材料核心技術(shù)創(chuàng)新。要實(shí)現(xiàn)新材料在汽車輕量化中的有效應(yīng)用，必須保證新材料的性能過關(guān)，必須加大對新材料研究投入，大量開展輕量化材料的創(chuàng)新研發(fā)工作?？蒲袡C(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)技術(shù)部門都要加大技術(shù)攻關(guān)力度，相互合作，可以共建實(shí)驗(yàn)室等實(shí)現(xiàn)共同突破，將研發(fā)與產(chǎn)品結(jié)合起來，提高效率，加快科研成果、科學(xué)技術(shù)盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，不斷改進(jìn)和發(fā)展。要鼓勵(lì)企業(yè)重視新技術(shù)的學(xué)習(xí)和引進(jìn)，吸收利用，自主研發(fā)新產(chǎn)品，并加強(qiáng)政策支持和資金鼓勵(lì)。2）合理選用新型材料。新型材料的性能不同，優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性也各不相同，在選用時(shí)要充分了解各種材料的特性，選用適宜的材料。安全是首要考慮因素，選用新材料要保障車輛整體性能和安全，注意材料的強(qiáng)度指數(shù)和抗沖擊能力。如鋼合金強(qiáng)度較高，抗碰撞沖擊性能較好，但是質(zhì)量相比較其它新材料要高，而鎂合金雖然質(zhì)量較輕，研究技術(shù)成熟，但是力學(xué)性能較差，應(yīng)用于重點(diǎn)構(gòu)件時(shí)安全性較低，要充分考慮材料各種因素，科學(xué)合理選用材料。3）擴(kuò)大新材料應(yīng)用規(guī)模。實(shí)現(xiàn)新材料在汽車輕量化中的廣泛應(yīng)用，規(guī)?；a(chǎn)新型材料。要提高新材料的性能，優(yōu)化產(chǎn)品，使產(chǎn)品具有更廣泛的適用范圍和更高的實(shí)用性，有更多的市場，從而使新材料得到大規(guī)模應(yīng)用。要處理好材料大規(guī)模應(yīng)用與成本的關(guān)系，降低生產(chǎn)成本，注意材料的再利用，從而增加材料的需求市場。

4 總結(jié)

新型輕量化材料，在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排方面具有極大的發(fā)展?jié)摿?。結(jié)合我國新材料在汽車輕量化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和出現(xiàn)問題，結(jié)合當(dāng)前研發(fā)新型材料的性能特點(diǎn)，要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的汽車輕量化，必須合理選用材料，將汽車的使用性能和安全作為第一考慮要素，加快產(chǎn)品的研發(fā)和升級，加快材料核心技術(shù)的研究，彌補(bǔ)材料的缺陷，不斷開發(fā)研究新材料，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的適應(yīng)性，促進(jìn)產(chǎn)品的大規(guī)模使用，以低成本來實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，以高市場需求來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用。

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