鋁合金在汽車中的應用潛力究竟有多大？

08-09

汽車製造領域中鋁材應用仍然在不斷增加。新的材料組合、複合方式也進一步的增大了鋁材在輕量化設計中的應用潛力。鋁材的應用潛力到底有多大？當前的研發情況如何呢？

鋁是今天汽車製造領域中重要的輕量化材料。在現代化的大批量生產的車輛中，鋁材所佔的重量已達140公斤左右，而且仍在繼續增加。德國鋁工業企業總會GDA認為：鋁材用量不斷增加的趨勢在於鋁合金材料、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廠家選用。

新的鋁合金材料應用和加工工藝技術也促進了它在汽車工業領域中的進一步推廣和應用。例如奧迪公司就在汽車零部件的連接中開發了適合於新材料性能的全新連接工藝技術。奧地利AMAG公司則完成了與錳或者纖維增強材料的複合。還有一些供應商認為在熱變形加工領域中鋁複合材料研發前途光明，因為鋁加熱後鋁合金材料有著更好的變形加工性能，並能夠在最終成型時達到了材料的最高強度。

多種多樣的應用

鋁合金材料的應用領域，至少在汽車車架生產中的應用有著巨大潛力。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的。

鋁合金材料生產製造的底盤和車架都按照所謂的「無骨架」結構設計成了一個整體。在過去的一年裡，Jaguar公司共生產了大約140000架鋁合金材料車架。

Berylls戰略顧問公司的Christian Kleinhans先生認為，鋁合金材料在未來的車架設計製造中將扮演更加重要的角色——從中期發展的角度來看，除了傳統的車架之外，由60%以上高強度鋼材和超高強度鋼材製造的輕量化車架將會成為標準的車架結構方案，而下一步的發展方向將會是多種材料的鋼結構輕量化車架結構方案，其中，逐步的增加鋁合金材料而產生的輕量化結構件比例將會提高到80%，然後就是以鋁合金為主的多種材料混合結構的車架時代了，就像今天梅賽德斯-賓士公司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、部分的採用了超高強度鋼材製造的車架。另外，進一步發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

鋁合金材料的應用始終沒有局限在汽車的車架輕量化範圍內，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。增壓器渦輪機的殼體在水冷系統的冷卻下完全「冰涼」，而鋼製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採用了空腔結構設計，以便用水來冷卻鋁合金機殼。雖然這種空腔設計比較複雜、費事，但對汽車生產廠家來講卻是非常值得的，因為用鋁合金材料替代了渦輪機機殼原來使用的鋼製機殼-耐熱性能很高的鎳基合金鋼材料。另外，鋁合金材料的渦輪機機殼也比鋼製機殼的重量輕1.2公斤。

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。德國鋁工業企業總會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用潛力。鋁合金材料的生產工藝技術研發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加工性能、薄壁件的生產性能、碰撞性能、延展性和成本費用等方面的進一步研究......