探析汽车轻量化材料及制造工艺

贺鹏飞 原鼎政 李彦迪 成泽 陈兆龙

摘要：随着社会生产力的不断提高，汽车制造技术也发展到了一定水平，在未来发展中要向着轻量化的方向发展。为了提高车辆的安全性能，轻量化发展是必要的，与此同时，汽车轻量化还可以减轻城市紧张的交通压力，对城市快速发展，以及人们出行更加便捷，具有重要意义。汽车轻量化材料和制造工艺的选择是汽车轻量化发展的前提基础。本文对当前汽车轻量化材料进行了探析。旨在可以对汽车轻量化发展起到推进作用，让人们能够使用好到更好的汽车产品。

关键字：汽车;轻量化;材料

1引言

随着我国社会不断发展，人们的生活水平越来越高，汽车保有量也随着增加，汽车制造企业之间的竞争也日趋激烈，哪家企業生产出来了高质量高性能的汽车，并在国内市场上有了立足之地。为了解决汽车制造中出现的节能降耗，安全环保问题，轻量化材料的使用便是主要的解决方案之一。汽车轻量化主要是指汽车材料的轻量化，在保证汽车有足够的平稳性和安全性等综合性能，降低汽车材料重量，从而提升汽车的加速能力。应该考虑轻量化材料的，安全性能，经济性能，环保性能，以及大范围应用型能，。以确保现代化材料可以顺利完成制汽车的制造。

2汽车轻量化材料

2.1 铝合金材料

铝合金材料具有更小的密度，自身质量轻，导热性能较好，具有很高的抗腐蚀能力，它是实行汽车新量化制造的最理想的材料之一。由于铝合金制造零件时时所排放的温室气体较少，如果用铝合金材料用来制作车身，有利于保护环境。我国铝合金提炼技术的发展，也加快了铝合金材料在汽车中的应用。在当前。汽车的车轮，车身壳体盖板等结构中都有铝合金的存在。但是由于铝合金强度较低，制作成本很高，焊接工艺不成熟，如果想要铝合金大范围的在汽车中应用，就需要加大铝合金的提炼技术和焊接技术的研究。

2.2高强度钢材料

作为中国汽车制造中运用最为广泛的材料之一，钢的种类和数目都随着技术的发展有大规模的增加。高强度钢有很强的刚度，可以在保障汽车运行安全的同时减轻汽车的重量，由于高强度钢的制作技术成熟，制作成本低，可以满足汽车制造轻量化的具体要求。高强度钢的抗拉伸强度以及抗屈服强度适合汽车现代化制造，是刚强度的增加会导致成型和焊接难控制，加工性能不好，所以需要相关成熟的技术来解决此问题。

2.3塑料和复合材料

在非金属汽车制造中，塑料材料的应用极为广泛。。在汽车制造过程中塑料材料具有举足轻重的作用，较轻的质量和很强的抗腐蚀性，以及很低的成本，可以提高汽车的制造成本，舒适性和安全性，同时可以美化车内装饰。在汽车发展过程中，塑料材料主要是用来制作汽车的内饰件和外饰件，所以塑料材料占汽车的整体重量比例较小。

复合材料主要为纤维增强材料，它的高强度高可塑性，良好的抗腐蚀能力。使得其在汽车护板，托盘等部位应用较多，可以保证产品的结构强度，所以一些地方也替代了车身中钢材料的应用。塑料材料的防锈，吸热能力好，质量轻，设计方便，多用在汽车零件和车内装饰。

3 汽车轻量化制造工艺

汽车的轻量化设计不仅与材料有关，而且还需要有先进的制造工艺，以帮助汽车能够更好有效的实现现代化设计汽车轻量化设计的应用，不仅要提高汽车的整体性能，还要保证汽车的安全性和环保性。

3.1冷压成型技术

汽车轻量化技术发展中，管材液压技术应用区域多，技术较成熟。该技术材料利用率很高一些，中空的较复杂的零件可以一次成型。所需焊接的地方较少，在避免工序增加的情况下，使得零件的高度和强度得到极大保障。目前一些汽车会在散热器仪表盘的产品中会用到此类工艺。

3.2激光焊接技术

激光焊接技术在汽车轻量化制造中占有很重要的地位。汽车的尾门内板机盘等多种连接的制造和车型都有这种技术的参与。利用激光焊接技术，可以实现对不同材质和不同钢板厚度，焊接成型的目的，可以极大的减少了由于搭边问题造成的资源浪费，有效提高了材料的利用率。激光焊接技术有以下几个方面优势。第一。可以将不同材质不同厚度的材料焊接在一起，能够将可以焊接不同材料的优势发挥出来，从而提升汽车的强度，降低汽车的质量。第二，激光焊接技术所需要的工具较少，可以有效的减少了设备成本，加工成本。第三，不会由于搭边的原因出现多余的资源浪费，在有效提高材料利用率的同时，还能够使零件结构得到优化。

3.3热成型技术

随着汽车轻量化的不断发展热成型技术也做出表现出来了自己独特的优势，我不愿意用在了汽车和梁等重要部件中。热成型技术是通过对钢材进行加热，直到达到奥氏体状态，然后再进行加工。既能够改善材料的成型性能，增加加工零件的强度和延展性，也减少了零件的质量，提升了抗冲压能力，热成型技术有以下几方面优势：1可以使零件的厚度更薄，有效的减小了汽车自身重量。2可以提高材料的塑性和延展性，减小了对复杂零件加工的难度。是啊，具有更低的回弹能力，增加了汽车关键零件的精度。四钢板的变形抗力减小，冲压时可以通过减小冲压机的吨位来节约成本。

4推动轻量化材料的措施

4.1加强对轻量化设备的研究开发

在汽车性能化的应用中，相关技术人员应该加强对轻量化基础设施的开发，合理规划辅助设备的使用，安装位置。同时企业也应该加大对轻量化基础设施研发的资金的投入，使得轻量化技术不断创新。研究出更加方便的轻量化设备，扩大轻量化在汽车部件的应用。

4.2完善汽车轻量化制造工艺体系

加大轻量化在汽车中的实际应用，必须建立一个完善的轻量化生产制造体系，企业相关部门应该对此加大创新力度，系统探究材料轻量化以及轻量化技术，从根本上改善其运行性能和经济性。同时为了使得我国汽车轻量化技术体系可以尽快完善，就需要各大汽车制造企业甚至是各个行业共同建立联系，相互沟通，共同建立一个完善的轻量化生产制造体系。

4.3提升工作人员专业技能水平

要想提高企业生产力，需要引进大量的专业轻量化人才，由于目前轻量化材料应用和制造方面发展时间较短，底蕴不足，经验欠缺等等问题，需各大企业加大对轻量化材料的研究，保证专业技术支持到位，同时还要加大对工作人员专业技能的培养、提升其职业素质。

结语

综上所述，汽车轻量化设计不仅包括对轻量化材料技术的开发研究，还重视轻量化的制造工艺，并建立起一个完善的轻量化技术体系，包括激光焊接技术、热成型制造技术，液压成型技术等多种制造工艺。 只要实现汽车的轻量化发展，便可以提升汽车行业在市场中的竞争力，增强汽车运行的整体性能，同时还要保证汽车运行的安全性，以及减少对环境的危害性。 所以，应该将汽车制造与轻量化材料以及轻量化制造工艺相结合，以加快汽车制造技术的多多元化发展。

参考文献：

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中北大学 山西太原 030051