世界汽车用铝发展新趋势

世界汽车用铝发展新趋势

中国需组建汽车铝产品开发中心

董春明王祝堂

摘要：交通运输业已成为最大的用铝部门，占铝的总消费量的28%左右。介绍了铝在汽车中应用发展的新趋势，为了开拓铝在汽车中的应用，跨国铝业公司采取了

哪些措施。2009年，北美小轿车与轻型卡车的平均铝含量可达157kg/辆。提

出中国铝业集团需在西南铝加工厂成立汽车铝产品开发中心。

关键词：铝汽车轿车铝化率防热层压铸

1．铝汽车行业联姻共同开发铝在汽车中应用

目前，全世界汽车工业与铝工业都在讨论铝在汽车中的应用，一些大的汽车企业与铝企业在联手开发全铝汽车与汽车铝合金零部件，共同设计，共同研究铝合金零部件的制造工艺。为了开发铝及铝合金在汽车工业中的应用、协调铝企业与汽车制造公司之间的关系、加速原型车与原型零部件的制造与定型，全世界六个地区的九个铝业协会/联合体于1999年秋组建了“全球铝业协作体（Global Aluminum Cooperation）”。参加该协作体的成员有：美国铝业协会公司（Aluminum Association Inc.），国际原铝协会（International Primary Aluminium Institute），欧洲铝业协会（European Aluminium Association），澳大利亚铝业联合会（Australian Aluminum Council），印度铝业协会（Aluminium Association of India），巴西铝业协会（Associacdo Brasileira Do Aluminio），日本铝业联合会（Japan Aluminium Federation），加拿大铝业协会（Aluminium Association of Canada），南非铝业联合体（Aluminium Federation of So. Africa ）。该协作体的成立标志着铝在汽车工业中的应用进入了一个新的更高的阶段。

在目前及未来的汽车设计制造中铝以挤压材、板材、铸件与复合材料的形式得到应用，其中铸件的用量最大，约占汽车用铝总量的80%，这都是由于铝合金有高的强度/质量比值，优秀的装饰性能，好的成形性能与强的抗蚀性，以及高的回收再生性能。现在铝在汽车工业中的应用已达到铝工业向汽车制造厂提供成品零部件的时期。

跨国铝业公司都先后组建了汽车产品开发部，建设了一些专门生产汽车零部件的工厂，如美国铝业公司（Alcoa）在其技术中心（Alcoa Center）成立了美铝汽车结构公司（Alcoa Automotive Structures），负责高性能汽车铝车身结构设计与制造，从零部件的设计、加工制造一直到组装成汽车车体，著名的奥迪A8全铝高级轿车就是该公司与汽车公司共同开发的。美国铝业公司还有近20个专门生产汽车零配件与材料的工厂，如：设在德国索斯特州埃斯林根市（Esslinger, Soest）的美铝汽车结构公司（Alcoa Automotive Structures GmbH）；建在匈牙利斯泽克斯弗黑瓦市（Szekesfehervar）的美铝欧洲轮毂产品公司（Alcoa Wheel Products ——Europe），专门锻造大型公共汽车与卡车铝合金轮毂，产品除满足欧洲市场需求外，还出口到澳大利亚与巴西等国，梅塞德斯—奔驰（Mercedes-Benz）、沃尔沃（V olvo）与斯卡尼亚（Scania）等汽车公司生产的公共汽车都用的是该公司的重型轮毂；位于意大利莫得纳市（Modena）的美铝（意大利）汽车结构公司（Alcoa Italia S.p.A Automotive Structures）；设在荷兰德卢内市（Drunen）的美铝荷兰公司（Alcoa Nederland B.V.）与挪威利斯特市（List）的A-CMI公司；宾夕法尼亚州美铝技术中心、密执安州南菲尔德市（Southfield）的美铝汽车结构公司（Alcoa Automotive Structures, Inc.）；佐治亚州诺克罗斯市（Norcross）的美铝布赖特产品公司（Alcoa Brite Products, Inc.）；密执安州弗卢特波特市（Fruitport）、肯塔斯州哈威斯维尔市（Hawesville）的A-CMI公司；俄亥俄州巴贝顿市（Barberton）的B&C研究公司；委内瑞拉瓦利西亚市（Valencia）的AFL委内瑞拉公司，等等。

其他的跨国铝业公司也大都如此，都有各自汽车铝制品开发部门与生产汽车铝材的专业企业，如挪威海德鲁（Norsk Hydro）轻金属部在奥斯陆（Oslo）以北128公里的雷福斯

（Raufoss）镇建了一个雷福斯汽车产品公司，专门挤压7×××系合金汽车保险杠，铸造车

间的生产能力为30kt/a挤压圆锭，有1台德国西马克公司（SMS）的65/70MN的挤压机，1998

年投产；1台20MN的菲尔订普赖特（Fielding & Platt）挤压机，1968年开始生产；还有

1台西马克施洛曼公司（SMS Schloemann）的32MN挤压机，1973年投入运转。该厂可生产

70种不同规格的汽车保险杠，销售量达4M件/a。该厂有一条保险杠精加工生产线，出厂的

是成品产品，汽车厂可用于组装汽车，不用进行任何加工与处理。

铝主要以再生铝合金的形式用于铸造汽车零部件，如发动机零部件与轮毂，在今后若干

年内再生铝合金在汽车制造中的用量将成倍地增加。为了各自取得好的经济效益与有一个稳

定的市场，全球最大的汽车制造公司与世界再生铝合金巨头——通用汽车公司（GM）与伊姆

科再生铝业公司（IMCO Recycling）签订13年供货协议，金额达10亿美元，为此，伊姆科

公司投资$U.S.22M，正在密执安州齐尔沃基市（Zilwaukee）建一个再生铝合金厂，产品全

部供给通用汽车公司。

继美国铝业公司开发出全铝小轿车后，加拿大铝业公司（Alcan）与克莱斯勒汽车公司

合作制成全铝小轿车，日本本田汽车公司（Honda Moto）于1999年向市场推出全球同类型

小轿车油耗最低的铝汽车，这在日本是首次，这种牌号为NSX的全铝轿车是本田汽车公司与

古河电工公司（Furukawa）联手研制开发的，在设计制造中采用了诸多的新技术，至使这种

1L、3缸发动机轿车的油耗低到35km/L，创造了单位油耗行走距离最长的世界记录。

2．汽车用材的发展趋势

为了提高轿车乘坐的安全性与舒适性，降低能耗与减轻排放物对环境的污染，汽车在向

着自身质量轻一些更轻一些的方向发展，采用比强度高的材料制造其零件是达到此目的最有

效的措施。属于这类材料有铝合金、镁合金、复合材料与高强度低合金钢，其中以铝合金的

综合性能最佳，有相当强的竞争力。

2.1 日本乘人轿车材料发展趋势

据日本汽车制造者协会（Japan Automobile Manufacturers Association）发表的资料，自

1973年以来，日本标准乘人轿车材料的发展趋势见表1。1973年，铝仅占其总用材的2.8%，

到1997年就剧增到7.5%，比1996年上升1.5个百分点；铸铁、普通钢与特殊钢材用量比

例有较大下降，可是镀锌薄钢板与其他表面处理薄板的用量比却大幅度上升。

表1 日本标准乘人轿车用材结构/%

材料1973 1983 1992 1997

铸铁 3.2 2.2 2.1 1.8

普通钢60.4 59.5 54.9 52.1 冷轧薄板38.9 29.4 15.0 13.3

14.8

12.3

镀锌薄板 1.6

5.5

其他表面处理薄板- 2.3 5.4 6.7

合金钢17.5 14.3 15.3 16.9

有色金属 5.0 5.6 8.0 9.6 铝 2.8 3.5 6.0 7.5 铅0.6 0.6 0.5 0.5 锌0.5 0.4 0.3 0.2

非金属13.9 18.4 19.7 19.6 塑料 2.9 5.7 7.3 7.5 橡胶 4.8 3.5 3.1 3.3 玻璃 2.8 3.2 2.8 2.8 总计100.0 100.0 100.0 100.0