汽车工业新材料

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第10期

本期热点：汽车工业新材料

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国内外汽车工业新材料发展趋势

资源和环境问题是当今人类社会面临的巨大挑战，为实现人类社会的可持续发展，对新一代汽车产品在安全、环保和节能方面提出了更为严格的要求，而以轻量化为主导的先进汽车材料技术已经成为实现这一目标的主要措施之一，轻量化材料技术，应用新材料提高车辆的安全性，与环境协调发展，以及材料与设计、工艺紧密结合等成为材料研究领域的热点。（来源：《汽车工艺与材料》2006年 06期）

轻量化材料的开发与应用是当前汽车材料技术发展的主导方向

1、铝在汽车中的应用范围进一步扩大，并将成为仅次于钢的第二大汽车材料。

铝是应用较早且技术日趋成熟的轻量化材料。它在汽车上的用量呈现持续增长的趋势。根据世界铝协统计，在1991-1999年间，铝在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番. 2002 年北美平均每辆车的用铝量已达124kg。汽车上的铝零件以铸件为主，如缸体、缸盖、变速器壳体、气缸盖罩等,它们大约占去了汽车用铝量的80％。在轻量化的推动下，铝合金材料及其应用技术发展很快，在近年来出现的全铝车身以及铝密集型汽车（如福特P2000）中,铝的比例更是高达37%。铝的应用现正朝车身零件及结构件的方向发展，如应用日益广泛的铝合金车箱盖、发动机罩、提升式后车门、前端翼子板、发动机支架以及全铝车身骨架等。未来铝在汽车中的应用范围将进一步扩大,并将呈现铸件、型材、板材并举的局面。铝将会成为仅次于钢的第二大汽

车材料。（来源：《汽车工艺与材料》2006年 06期)

2、镁应用呈现快速增长趋势，但近期内在汽车中所占的比例预计不会超过1％.

镁是比铝更轻的金属材料，它可在铝减轻质量基础上再减轻15％－20％。在轻量化的驱动下,自1990年以来，镁在汽车中的应用就一直处于快速增长阶段.尽管目前全球每辆汽车镁合金的平均用量不到3kg，但是汽车用镁正以年均增长20％的速度迅速发展。镁合金的开发与应用已成为汽车材料技术发展的一个重要方向。（来源:《汽车工艺与材料》2006年 06期）

目前，已实现工业化生产并大量用于装车的镁合金零件主要是车身和底盘零件。包括仪表板骨架与横梁、座椅骨架、转向盘、进气歧管，以及各种支架、罩盖等，所用的镁合金材料以铸造镁合金为主，如AM、AZ、AS系列铸造镁合金,其中AZ91D用量最多，镁在汽车中应用的下一目标是发动机等动力系零件，为适应发动机零件工作温度较高的需要。近年来欧美等国家先后开发出了AE、Mg－Al－Ca、Mg－Al－Ca－Re、AJ系列和ZAC8506等高强度抗蠕变镁合金，以及最新研制的MRI201S、MRI202S与MRI203S高温镁合金。各大汽车公司投入了大量人力财力，正致力于镁合金在发动机等动力系零件上的应用研究。(来源:《汽车工艺与材料》2006年 06期）

当前，制约镁在汽车中大量应用的最主要因素是技术问题。就结构件而言,由于存在诸如对镁材料的特性缺乏深层次的理解，镁零件的防蚀技术未取得突破,镁材料的性能数据缺乏(尤其缺少工艺－性能数据),镁零件的设计、使用经验不足等问题,使镁在汽车中的普及程度暂时还难以与铝匹敌.据此估计，近期内镁在汽车用材中所占的比例不会超过1％.（来源：《汽车工艺与材料》2006年 06期）

3、泡沫材料的开发与应用研究十分活跃

泡沫材料是一种应用日益普及的汽车轻量化材料,分为非金属泡沫材料(如泡沫塑料)和金属泡沫料（如泡沫铝）两大类。泡沫材料是一种具有复合功能的材料，它不仅可减轻零部件的质量，而且还可以提高其刚度与抗压陷性能、减振、降噪、隔热、吸收较高的冲击能量。因此，在汽车零部件设计中，泡沫材料越来越受到人们的青睐,其应用方式通常有如下两种：一是作为中间夹层材料与两侧金属板材组合在一起，构成所谓复合板，这种复合板的外板一般为碳钢板或铝板，最近又出现了不锈钢板.复合板目前主要用于生产的汽车车身与发动机上的板壳类零件,如缓冲板、发动机气门罩、油底壳、SUV的飞轮室与车辕顶部、小型载货车车顶外板与地板等。最近的研究表明,复合板在承载零件的应用方面同样具有广阔的前景.二是作为填充材料（即所谓“结构泡沫”直接填入零部件中那些需要加强的部位，常用作结构泡沫基材的有聚氨酯、环氧树脂和尼