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摩擦动态:汽车轻量化材料发展选择多多 你看好哪个?2017.06.02
汽车轻量化材料发展选择多多 你看好哪个?
 

  汽车轻量化已是大势所趋,其中,车身材料轻量化的重要性不言而喻。随着科学技术的不断发展,车用材料领域新技术与应用的陆续涌现,整车轻量化的步伐也不断在加快。

     

  材料轻量化主要表现在以下两方面:

  一是采用轻质材料,如使用低密度的铝合金、工程塑料或碳纤维复合材料等;

  二是使用高强度钢替代普通钢材,以降低钢板厚度规格。

  高强钢

 

  高强度钢在车身轻量化中起到了重要作用。小编给你聊聊它的优势吧!

  ①使用高强度钢可以有效减轻整车的自重,获得更强的承载能力,而且符合国家倡导发展“低碳经济节能减排”的时代潮流。②提高安全性能。安全是汽车的重要属性之一,先进的高强度钢在强度、抗腐蚀性方面具有优越性。③与镁铝合金、工程塑料、碳纤维复合材料等相比,高强度钢成本低、采购容易、性价比高,后期使用、维修方便。

  此外,在钢铁材料方面,随着钢材的强度将越来越高,潜在的热冲压成形零部件韧性不足与1000MPa上的钢制构件的潜在的氢致延迟断裂问题将被解决,届时高韧性的1500MPa热冲压成形钢、1800MPa及以上的热冲压成形钢将实现大批量应用。

  铝合金

 

  铝合金在汽车轻量化中有其天然的优势:铝作为一种轻金属,因其重量轻、延展性好等多种优良性能,成为推动汽车实现轻量化的最佳材料之一。特别是全铝车身在汽车的减重及减排方面表现十分出色。据了解。铝车身可使汽车整体减重10%~15%,特别是对于商用车而言,全铝车身的骨架可减重30%~45%,蒙皮可减重50%~60%,减重效果将更加明显。

  与此同时,由于铝合金成本相对较高,成型工艺复杂、焊接性、在技术工艺方面也不够成熟等原因,铝合金在车身制造中尚未大规模应用。铝合金受成本限制较高,在普通车型上普及较为缓慢,但对于电动汽车而言,铝良好的轻量化效果抵消了其较高的材料成本,将成为电动车优选的车身用材。

  碳纤维

  碳纤维环氧树脂复合材料,具有比重小、刚性好、强度高的特性:比铝轻30%、比钢轻50%,强度却是钢的7至9倍。

  不过,碳纤维是脆性材料,损坏后基本无法修复。碳纤维成本更加昂贵,且制件成型时间较长,目前虽已列入电动车选材范围,但常规车型采用碳纤维仍需要一段时间。

  值得的关注的是,在一些高端车型上,已经采用了碳纤维车身。据悉,有望在2018年推出的宝马i8 Spyder就将采用一种新型碳纤维加强型复合材料作为车身框架。

  工程塑料

 

  以塑料部件代替金属材料部件同样能够减轻车重,提高汽车的舒适性及安全性。但像塑料与金属制件的连接问题在国内,乃至全球仍是制约其发展及推广的瓶颈。除技术和工艺外,车用工程塑料应用发展也正面临着回收问题等多方面的挑战。

    小编认为,从最近的国内外发展趋势来看,未来的汽车轻量化将是高强度钢、铝合金以及碳纤维等塑料复合材料的多材料耦合应用,以期在达到重量减轻的同时取得最优的整车性能并达到合理的成本控制,当然这种多材料的耦合轻量化工程技术对汽车设计、工程分析以及连接工艺等带来了不小的挑战,需要上下游的通力合作和攻关。

| 来源:中国汽车报 赵玲玲
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