金屬材料在汽車上的應(yīng)用趨勢(shì)

楊正剛

江鈴控股有限公司，江西南昌 330052

金屬材料在汽車上的應(yīng)用趨勢(shì)

楊正剛

江鈴控股有限公司，江西南昌 330052

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展過程中，汽車制造業(yè)的發(fā)展迅猛，在汽車制造所選用的材料方面也發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)如今汽車制造的金屬材料逐漸轉(zhuǎn)為輕金屬材料以及復(fù)合型材料為主，在很大的程度上降低了汽車的自重，同時(shí)提高了汽車的性能。本篇文章將簡(jiǎn)單分析金屬材料在汽車上的應(yīng)用趨勢(shì)。

金屬材料；汽車；應(yīng)用；趨勢(shì)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)拉動(dòng)各行各業(yè)整體水平的提高，同時(shí)在國(guó)內(nèi)，隨著代步工具的不斷增多，也是引領(lǐng)我國(guó)汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展的原因之一。金屬材料是構(gòu)成汽車的主要材料，不可缺少。我國(guó)在早期的汽車制造業(yè)的發(fā)展主要以高密度的金屬材料為制造汽車的主體，高密度材料的使用使得汽車的自重增加，不夠靈巧，同時(shí)汽車的笨重也為汽車的行駛速度的提高帶來一定障礙。在科技快速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，相關(guān)的工作人員也在針對(duì)這一情況尋找解決的辦法，不斷的運(yùn)用科技手段，注重細(xì)節(jié)方面的制造，同時(shí)尋找新材料代替原有的高密度材料作為汽車制造的主題，精益求精，保證汽車制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展以及汽車出產(chǎn)的質(zhì)量要求。本文從以下幾個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹目前我國(guó)金屬材料在汽車上的應(yīng)用以及其未來的發(fā)展趨勢(shì)。

1 我國(guó)現(xiàn)階段汽車制造材料狀況

我國(guó)早期的汽車行業(yè)制造所選用的材料，密度高、質(zhì)量大，在我國(guó)早期汽車的需求量還未達(dá)到現(xiàn)如今的情形。但是隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，整體經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，汽車已經(jīng)是一種很常見的代步工具，而且隨著汽車需求量的大大上升，對(duì)于汽車制造的材料也帶來了很大的挑戰(zhàn)。我國(guó)現(xiàn)階段的汽車制造材料已經(jīng)逐漸由高密度材料向輕金屬、低密度材料轉(zhuǎn)型，輕金屬材料與重金屬材料相比較而言有著很大的優(yōu)勢(shì)，首先，輕金屬材料的使用直接在汽車整體的自重上大大降低；其次，很多輕金屬材料耐磨性、耐熱性以及它的硬度等方面有著重金屬材料難以達(dá)到的水平，輕金屬的應(yīng)用保證了汽車制造的出產(chǎn)品的整體性能能夠再一次得到提升；最后，從能源角度來思考，很多的復(fù)合材料也已經(jīng)是當(dāng)下汽車制造業(yè)的首選材料，復(fù)合材料集中了重金屬與輕金屬的共同優(yōu)勢(shì)，保證了汽車制造的穩(wěn)定發(fā)展。

2 鋁合金材料的應(yīng)用

2.1 鋁合金材料的特點(diǎn)

在現(xiàn)代工業(yè)制造中特別是汽車制造業(yè)，需要用到金屬極為常見，但是一般不會(huì)單個(gè)使用某一種金屬材料來進(jìn)行產(chǎn)品的制造生產(chǎn)，大多數(shù)是通過金屬的冶煉，再加入其他的金屬共同鍛煉而成，利用合金的形式保證所使用的材料具有及重金屬的優(yōu)勢(shì)[1]。同樣，所謂的鋁合金材料就是通過金屬的冶煉工程在鋁中加入銅、猛、鋅、鉻等金屬成分，之后進(jìn)行融合，這樣一來能夠在保證質(zhì)量降低的前提下保持單個(gè)金屬元素的優(yōu)勢(shì)。鋁合金的應(yīng)用很大的優(yōu)點(diǎn)，首先，鋁合金對(duì)比較鋁金屬而言它的表面硬度與它的機(jī)械強(qiáng)度有了很大幅度的提高，在汽車相關(guān)零件上有較多鋁合金的使用；其次，鋁合金的產(chǎn)生依舊保留了金屬鋁原有的優(yōu)勢(shì)，它的質(zhì)量同樣較輕，這樣便增加了鋁合金的使用價(jià)值；除此之外，鋁合金通過一定的金屬冶煉的技術(shù)處理，它的表面會(huì)具有很明顯的金屬光澤，而且鋁金屬的表面光滑細(xì)密，這一特性增加了鋁合金的使用價(jià)值，在汽車內(nèi)部等裝飾使用極為常見。

2.2 鋁合金材料的性能

首先來了解一下鋁元素的相關(guān)特點(diǎn)，鋁元素本身而言質(zhì)軟，有一定的金屬光澤，具有良好的延展性，其次鋁元素在空氣中暴露極易被空氣中的氧氣進(jìn)行氧化，會(huì)在鋁表面形成一層致密的氧化膜，便是我們所了解的三氧化鋁。三氧化鋁的穩(wěn)定性極高，具有很強(qiáng)的耐熱性。這些特點(diǎn)保證了鋁合金同樣具有一定延展性、具有耐高溫的特性，但同時(shí)，由于鋁合金的冶煉過程中包含銅、猛、鋅、鉻等的金屬元素，又在其硬度上大大增強(qiáng)?？偨Y(jié)可得出，鋁合金材料所包含的性能有：耐高溫、可塑性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度大以及表面的硬度強(qiáng)等等。

2.3 鋁合金材料在汽車上的應(yīng)用

鋁合金目前在汽車制造行業(yè)的使用很普遍，由于鋁合金本身的優(yōu)勢(shì)明顯，材料的獲取方便等原因，使得鋁合金獲得汽車制造行業(yè)的青睞。根據(jù)鋁合金的性能可知，其具有耐高溫、抗磨擦等優(yōu)點(diǎn)，同樣，現(xiàn)如今我國(guó)的汽車制造行業(yè)的相關(guān)人員理由這一優(yōu)勢(shì)將鋁合金作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要材料，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的便捷輕巧的特性，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。鋁合金的金屬光澤明顯，利用這一特點(diǎn)為汽車的裝飾帶來了有效途徑，而且鋁合金的輕巧，加上鋁合金的硬度、強(qiáng)度相比較于單個(gè)鋁元素來說有了很大的提高，利用鋁合金作為汽車主體的制造以逐漸變得常見，這樣一來降低了汽車整體的重量，從而提升了汽車的行使速度。目前就我國(guó)制造業(yè)的情況來看，鋁合金在汽車制造行業(yè)的使用很普遍，小到汽車內(nèi)外的裝飾品，大至汽車的大體框架以及汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)等重要部件[2]。

3 鎂合金材料的應(yīng)用

在汽車的制造業(yè)中，除去鋁合金之外，運(yùn)用較多的金屬便是鎂合金。鎂合金的密度小、質(zhì)量輕、同時(shí)它具有很高的比強(qiáng)度，除此之外它還具有比彈性模量大、散熱性能好、很好的消震性能等特點(diǎn)。一般在航天、運(yùn)輸、火箭、化工能源等領(lǐng)域的運(yùn)用較多，但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在汽車的制造行業(yè)也已經(jīng)逐漸開始使用鎂合金，鎂合金能夠承受沖擊的載力較大，它具有良好的抗酸性、抗堿性等抗腐蝕能力，作為最輕的金屬材料，它的使用受到了很大的歡迎。在現(xiàn)代的汽車制造業(yè)中，根據(jù)鎂合金的特性不僅僅能夠運(yùn)用到汽車各部位重要零件的制作中去，同時(shí)汽車制造的主體框架的使用也逐漸加強(qiáng)，保證汽車性能的穩(wěn)定以及延長(zhǎng)汽車的使用壽命。

4 復(fù)合材料的應(yīng)用

所謂的復(fù)合材料是指將兩種或者是兩種以上的材料通過物理方法或者是化學(xué)的方法進(jìn)行重新的組合，形成具有新性能的材料。復(fù)合材料的特點(diǎn)是能夠?qū)⒚恳环N單個(gè)的材料的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合，使得產(chǎn)生的新型材料具有取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果[3]。大多的復(fù)合材料以纖維增長(zhǎng)材料的使用較為常見，它的比重小、比強(qiáng)度大、比模量大，很多復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)要強(qiáng)于金屬材料，同樣，這種纖維增長(zhǎng)的復(fù)合材料其強(qiáng)度以及它的比模量比鋼鐵以及鋁合金均要大很多。除了此類型的復(fù)合材料之外，還有很多的耐磨性、抗腐蝕性均強(qiáng)的材料。復(fù)合材料在進(jìn)行汽車制造行業(yè)能夠代替很多稀少資源材料的使用。隨著科技的不斷進(jìn)步，復(fù)合材料的種類也在不斷增多，各種復(fù)合材料的性能也更是在不斷地完善，現(xiàn)如今社會(huì)的發(fā)展過程中，在汽車制造方面復(fù)合材料的使用也是較為普遍。

5 結(jié)論

社會(huì)的快速發(fā)展進(jìn)步，導(dǎo)致汽車的需求量在不斷地上升，每年我國(guó)的汽車制造量的數(shù)目都是極為龐大，隨著人們消費(fèi)水平的提高，代步工具的使用普遍，在刺激了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也要求了各大汽車制造企業(yè)對(duì)于汽車出品的質(zhì)量有著嚴(yán)格的保證，不僅僅如此，在進(jìn)行汽車生產(chǎn)的過程中還要不斷追求技術(shù)與材料的結(jié)合。現(xiàn)如今的汽車行業(yè)已經(jīng)不僅僅是追求數(shù)量的多少，還要結(jié)合社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)選擇合適的金屬材料進(jìn)行汽車的生產(chǎn)制造。隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，金屬材料的使用也已經(jīng)原本高密度、質(zhì)量大的材料轉(zhuǎn)向?yàn)槊芏刃?、質(zhì)量輕，同時(shí)該金屬材料還具有單個(gè)金屬元素不具備的功能。鋁合金、鎂合金、以及復(fù)合材料的使用是現(xiàn)在汽車制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，這些材料的具有的輕巧便捷、耐熱性高、強(qiáng)度大、比模量大等特點(diǎn)不是某單一金屬能夠比擬。利用現(xiàn)代科技水平，將幾種金屬元素的優(yōu)點(diǎn)集中在某一種材料之上，使得該材料同時(shí)具有這幾種金屬的特性，并做到整體提升金屬材料硬度、增加其強(qiáng)度等目的，保證材料的穩(wěn)定性。在未來的汽車制造中，各種金屬合金以及復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)是一種發(fā)展趨勢(shì)，各大汽車企業(yè)需要跟隨著社會(huì)進(jìn)步的步伐去發(fā)展。

[1]袁海波，褚東寧，康明，等.輕金屬材料鋁和鎂在東風(fēng)汽車上的應(yīng)用[J].汽車科技，2011，4：1-5.

[2]魏元生.輕金屬材料和成形工藝在汽車上的應(yīng)用[J].輕合金加工技術(shù)，2013，2：6-14.

[3]謝霞，余軍，溫秉權(quán)，王賓，等.復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用[J].國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)，2010，12：56-60.

U46

A

1674-6708（2015）148-0088-02

楊正剛，本科，助理工程師