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汽车轻量化材料发展过程中面临挑战分析预测
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2013/8/22 阅读:2022次 【字体:

“2013年是汽车关键轻量化技术开发与整车的集成应用项目执行期的最后1年,一些汽车轻量化的关键技术有望进行推广应用。”日前,国家汽车轻量化技术创新战略联盟,召开了国家“十二五”科技支撑计划“汽车关键轻量化技术开发与整车的集成应用”项目推进会。与会人士透露,目前,我国已基本突破车身轻量化设计技术与评价方法、超高强度钢零件冲压热成形技术、高强度钢零件先进成形技术、纤维增强塑料模块化设计与应用技术、形变铝合金零件开发和以整车减重为目标的多种轻量化技术集成应用等汽车轻量化关键技术。
新型材料不断涌现
国家汽车轻量化技术创新战略联盟副秘书长王智文认为,汽车并不是车越重越安全。即使汽车上使用很轻的材料,如果采取高强度的加工工艺,也能达到弹性非常好的效果,也就越安全。近几十年,汽车用钢板越来越薄,钢材强度和耐腐蚀性能也大幅增强。汽车的车身都是由不同强度的钢板拼焊在一起的,不同强度等级的钢板用于受力环境不同的位置。出于安全性考虑,一些受力条件比较苛刻,又不能使用粗厚钢板的位置(如防撞梁和一些加强部位)大都使用高强度的钢材。
但材料强度提高后,也带来了一些问题,主要就是加工难度变大。一般轿车都是采用冲压的方法制造,即用模具挤压材料成型。车用钢板强度增强就对冲压工艺提出了更高的要求,而且现在深冲部件很多,材料容易出现裂纹和折皱。为了避免上述情况发生,厂商都要研究冲压时钢板的变形情况以防止冲压时钢板发生撕裂。但钢板强度越好越难冲压的矛盾始终存在。
为了从根本上解决高强度钢的冲压问题,一种新型钢材被应用于汽车车身的生产。这种钢材的基质是比较柔软、韧性好的铁素体,其中镶嵌了硬度好的马氏体,在冲压时比较容易成型,成型后又具有相当的强度。因此,这种新型汽车用钢将会使汽车更加安全。
目前,车用钢板的厚度已经降到了0.6mm。分析师罗百辉表示,这可能已经到了钢板厚度的极限,钢板再薄就算其自身强度再高,也失去了很多材料本身的结构稳定性。现在车用钢板受到新材料的挑战越来越大。铁的原子量决定了其密度无法改变,通过减薄来减重的道路似乎也走到了尽头。
国家汽车轻量化技术创新战略联盟正在与长安汽车集团合作,共同研发和推广“以铝代钢”的引擎盖。王智文介绍,这项研究是出于在发生事故时保护行人安全的考量。因为在引擎盖等部分应用铝合金可以减轻撞击对人身造成的二次伤害。铝板的重量虽然大约为钢板的1/3,但其可吸收的碰撞能量却是钢板的两倍。铝合金在遭遇撞击时的安全系数更高,因为其材质有非常好的吸能作用。现在铝合金正逐渐在高端车上被广泛采用,全铝的SUV已经出现,用铝做车头结构的高端车也正在被业内所效仿。
对于一些钢铁企业而言,汽车用钢占到目前产品销量的1/3左右。为保证其汽车用钢的市场,应对新材料的冲击,许多钢铁企业正积极和汽车企业合作开发新一代轻量化高强度钢,期望能够与铝合金、塑料、碳纤维复合材料相抗衡。

 
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