新材料与工艺手册

[轻量化材料] 轻量化材料在汽车制造的应用

1
回复
113
查看
[复制链接]

微信扫一扫 分享朋友圈

发表于 2020-5-19 16:37:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

注册后就可以查看哦!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
【汽车轻量化在线】轻量化材料在汽车制造的应用 董洛洛(湖北第二师范学院,湖北 武汉 430000)
摘 要:随着社会生产力水平的提升,人们对出行的需求越来越高,汽车等交通工具逐渐成为人们出行的主要工具。汽车对人类生活的改善作用非常明显,在经济的发展中,汽车等交通工具具有不可替代的作用。汽车制造业的兴起是顺应时代走向的必然结果,汽车使用的能源给生态带来了严重的破坏,汽车生产活动引起了环境卫生部门的关注。研究生态化的汽车生产制造工艺成为现代汽车生产的关键,使用轻量化材料能有效解决这一问题,对人类的可持续发展至关重要。文章就轻量化材料在汽车制造的应用展开了研究。
关键词:轻量化材料;汽车制造;应用
1 轻量化材料及其使用现状

轻量化材料指的是非金属材料构成的或质量轻的金属材料,这类材料大多为复合型材料,如铝合金、工程塑料复合材料等。

随着现代轻量化材料生产制造技术的不断发展,在汽车生产制造行业,使用轻量化材料成为现代汽车生产的主流和新时代发展的必然趋势。不过,由于该技术的推广需要一定的时间,因此汽车生产过程中钢材的使用比重仍旧很大[1]。目前,在汽车生产制造业,普通轿车生产使用的材料重量比重如下:钢材、金属、非金属材料分别占据整个汽车重量的65%~70%、10%~15%、20%。随着汽车生产技术的不断发展,轻量化材料的使用比重逐渐增加。

2 使用轻量化材料生产汽车的优势

1)使用轻量化材料生产汽车能降低汽车的总重量,提高汽车能量使用率,减少汽车的使用燃料,进而降低人类的出行成本。有实验证明,汽车的重量每下降100kg,能降低耗油0.3~0.6L/100km。换句话说,汽车的质量每降低10%,耗油量就会降低6%~8%,汽车行驶产生的废气量会降低4%[2]。

2)使用轻量化材料能提升汽车的行驶舒适度,使汽车的行驶更加安全。因为汽车的质量降低了,惯性会变小,在汽车撞击的过程中受到的能量变小,汽车的安全性就会因此而提高。

3 轻量化材料在汽车制造的应用3.1 高强度钢材料

在汽车制造行业中,最常见的材料就是钢。随着我国经济的发展和科学技术水平的提升,无论是钢材的种类,还是钢材的质量,都发生了很大的变化,钢材生产行业的规模不断扩大,水平不断提升。为了让汽车在行驶的过程中更加轻便,如今汽车生产过程中大部分采用的材料都是高强度钢。此外,在控制成本方面,钢材料能很好地满足成本的控制需求。在选择高强度钢材料的时候,应该考虑制作过程所涉及的焊接和加工过程[3]。

3.2 铝合金材料

从物理学的角度看,铝合金与高强度钢材料相比,密度更小,这种特性决定了其更加轻便,铝合金所具有的减重能力是其他材料远不能及的。同时,铝合金材料具有更强的耐腐蚀性,为现代汽车产业的制造提供了非常有利的条件。此外。该材料所制造的汽车与传统的汽车相比,更加体现了环保的理念,因为这种材料制造的车体所排放的尾气中,温室气体含量更低。在目前汽车制造行业,汽车的悬架支架和车身壳体都加入了铝合金材料。不过,这种材料也有缺点,即制造成本非常高、焊接难度大[4]。

3.3 塑料和复合材料

与金属材料相比,塑料和一些新型的复合材料质量和密度更小,应用前景广阔。不过,这种材料在使用的过程中也有一定程度的限制,目前只能在汽车装饰材料的制造中使用,如果要进一步推进这种材料的使用,还需要进行更深层次的实验。

4 汽车轻量化制造工艺的发展方向4.1 激光拼焊工艺

汽车轻量化制造产业在近几年的发展过程中,广泛运用了激光拼焊工艺,在拼接高强度和高密度的材料时,往往会采用这种工艺。与原有的焊接方式相比,该工艺不仅焊接强度更大,而且成品更加轻便。

4.2 复合连接工艺

传统的焊接方式焊点特别多,会加重汽车质量。将点焊和粘结两种技术复合连接,能为汽车轻量化制造提供条件。此外,这种复合连接工艺在弯曲刚度和扭转刚度的提升上也有不可忽视的作用。目前,我国汽车轻量化制造行业在发展过程中,已经将复合连接工艺作为主要的研究目标,未来也会培养更多高素质创新型人才,不断加大对这项技术的研发力度。并增加资金投入。

4.3 热成型工艺

要进一步提升汽车轻量化制造水平,就不得不提到热成型工艺。钢材料在汽车制造行业中使用得非常广泛,利用热成型工艺,能显著提升汽车材料的延展性和冲压性,同时使钢材料在加工的过程中更易成型,这是因为其能让钢材料转化到奥氏体状态,这种状态具有非常强的成型能力。

5 结束语

我国经济市场的发展离不开汽车制造行业的推动。目前,人们对汽车质量和产量都提出了更高的标准,轻量化材料应运而生。不过这种材料在我国汽车制造行业中的使用时间比较短,很多技术还没有得到落实,同时面临成本和性能之间的比重和关系问题。我国在汽车轻量化制造行业应该投入更多资金,招纳更多创新型人才,以促使其在未来更好地发展。

参考文献:

[1]杨谋.汽车轻量化材料及制造工艺分析[J].南方农机,2019,50(20):242.

[2]周轶新,曹建林.简析汽车轻量化材料及制造工艺[J].南方农机,2019,50(19):49.

[3]贾明萌.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].装备维修技术,2019(3):25.

[4]李家锐,张林,方静,等.汽车轻量化材料的应用研究[J].化工管理,2019(5):118-120.



您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关注汽车轻量化最新动态

官方微信

汽车材料网

全国服务热线:

0551-63857995

地址:安徽省合肥市庐阳区四里河鼎鑫中心

邮编:230001 Email:service@qichecailiao.com

Powered by 汽车轻量化在线  皖ICP备10204426号-2

小黑屋-手机版- 汽车轻量化在线 |网站地图