1 現(xiàn)代汽車工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要支柱產(chǎn)業(yè)

隨著社會(huì)的發(fā)展及人們對(duì)高質(zhì)量生活的追求，汽車已成為現(xiàn)代化物流及人們提高生活質(zhì)量的重要工具。在新的世紀(jì)，愈來(lái)愈多的國(guó)家都以發(fā)展經(jīng)濟(jì)提高生活質(zhì)量為重要任務(wù)，從而促使汽車工業(yè)的飛速發(fā)展。1970年全世界汽車年產(chǎn)量不到3500萬(wàn)輛，2012年達(dá)7500萬(wàn)輛，其中，轎車產(chǎn)品占75%?80%。未來(lái)隨著中國(guó)、印度、巴西、非洲等發(fā)展中國(guó)家的高速發(fā)展，必然進(jìn)一步推動(dòng)汽車工業(yè)的發(fā)展。據(jù)國(guó)務(wù)院中心預(yù)測(cè)，2001-2014年的15年間全球汽車市場(chǎng)總規(guī)模將增長(zhǎng)39%，年銷售量達(dá)9000萬(wàn)輛以上。汽車工業(yè)早已成為發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，并帶動(dòng)著冶金、石化、機(jī)械、電子、城建、能源等許多相關(guān)行業(yè)的迅速發(fā)展。

中國(guó)的汽車工業(yè)從1953年到現(xiàn)在已有50多年的歷史，前30年以生產(chǎn)中型載重汽車為主，載貨車占汽車總產(chǎn)量的85%-90%。1980年代末，我國(guó)加快轎車的發(fā)展，到2000年轎車的產(chǎn)量上升到55萬(wàn)輛，約占汽車年產(chǎn)總產(chǎn)量30%。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)提供資料，2004年我國(guó)生產(chǎn)汽車507.05萬(wàn)輛，客車123.95萬(wàn)輛，轎車231.63萬(wàn)輛。汽車總產(chǎn)量居世界第四，已接近德國(guó)。2006年產(chǎn)量達(dá)730萬(wàn)輛/a。其中乘用車達(dá)71%，基本接近世界汽車發(fā)達(dá)國(guó)家水平。汽車總產(chǎn)量超過(guò)德國(guó)，位居世界第三，而銷售量達(dá)721萬(wàn)輛，超過(guò)日本，位居世界第二。轎車約為360萬(wàn)輛，約占汽車總產(chǎn)量的49%。2012年 我國(guó)汽車產(chǎn)、銷量雙雙突破1900萬(wàn)輛，穩(wěn)居世界第一，成為我國(guó)重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。

當(dāng)代汽車正朝著輕量化、高速、安全、舒適、低成本、低排放與節(jié)能的方向發(fā)展，節(jié)能、安全、環(huán)保是汽車現(xiàn)代化發(fā)展的三大主題。為了減輕重量、提高速度、節(jié)約能源，減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染和保護(hù)日益惡化的臭氧層，鋁材很快進(jìn)入了汽車工業(yè)領(lǐng)域。目前，汽車零部件的鋁化程度與日俱增，可望在不久的將來(lái)，安全、舒適、美觀耐用、輕量化、易裝配和維修、易回收、節(jié)能、無(wú)污染、綜合性能優(yōu)良的“全鋁化”汽車將得到廣泛普及。

2 鋁合金材料是現(xiàn)代汽車輕量化的理想材料和首選材料
傳統(tǒng)鋁合金有鑄造鋁合金、變形鋁合金、鍛造鋁合金、粉末冶金鋁合金等多種類型。鑄造鋁合金目前大約占汽車用鋁80% [3]。可用鋁合金替代鋼材的汽車部件有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、鋁合金車輪、懸掛系統(tǒng)零件、車身、熱交換器等。“鋁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵制造汽車零部件，可使整車重量減輕30%-40%。鋁制的發(fā)動(dòng)機(jī)可減重30%，鋁質(zhì)散熱器比相同的銅制品輕20%-40%，轎車鋁車身比鋼材制品輕40%以上，汽車鋁車輪可減重30%左右，鋁制零件代替鋼鐵零件也可大幅減重”。研究表明，汽車每使用1 kg鋁，可降低自重2.25 kg，減重效應(yīng)高達(dá)125%。此外鋁合金具有良好的物理化學(xué)性能，工業(yè)生產(chǎn)中的鑄、鍛、沖工藝均可適用，是少數(shù)幾種可采用多種鑄造工藝生產(chǎn)零件的金屬，最適合汽車零件生產(chǎn)且應(yīng)用最廣的是壓力鑄造工藝。正是由于鋁合金的這些優(yōu)良性能，加之我國(guó)鋁資源較豐富，是僅次于鋼鐵的結(jié)構(gòu)材料，使鋁合金成為汽車輕量化中經(jīng)濟(jì)適用和最具競(jìng)爭(zhēng)力的材料。

2.1 汽車工業(yè)的現(xiàn)代化及其對(duì)材料的要求

汽車工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用的普及是與能源、環(huán)保和安全這三大問(wèn)題息息相關(guān)的。雖然汽車作為社會(huì)發(fā)達(dá)與現(xiàn)代化的標(biāo)志，帶來(lái)了社會(huì)進(jìn)步和繁榮，但是，同時(shí)也帶來(lái)了能源、環(huán)保、安全、土地等一系列問(wèn)題。無(wú)疑，這些都需要汽車工業(yè)自身和相關(guān)行業(yè)共同研究探索，以求得解決。為此，汽車行業(yè)多年來(lái)一直在從汽車產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造材料的選用和制造工藝等方面著手，努力開發(fā)研制現(xiàn)代型汽車，并特別注重節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境質(zhì)量，把促進(jìn)汽車輕量化作為首要解決的問(wèn)題。

2.1.1 現(xiàn)代汽車的特征

從減少燃油的消耗以節(jié)約能源，降低CO2、CO、NO2等有害物質(zhì)的排放量以改善環(huán)境質(zhì)量，以及從滿足人們對(duì)汽車產(chǎn)品的安全、可靠、舒適、美觀等性能要求出發(fā)，人們提出了現(xiàn)代汽車（也有人稱之為“21世紀(jì)汽車”、“全鋁合金化汽車”、“新概念汽車”等）特征要求，其主要特點(diǎn)可以歸納為以下：

（1）實(shí)現(xiàn)整車框架和車體蒙皮全鋁合金化。

（2）與同種規(guī)格車型的鋼結(jié)構(gòu)相比，整車重量減輕了30％?40％。

（3）整體結(jié)構(gòu)可靠，可以確保達(dá)到抗沖撞、抗彎曲的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求，具有可靠的安全系數(shù)。

（4）其能耗僅為同種車型鋼結(jié)構(gòu)的一半。

（5）具有良好的再回收性能,當(dāng)整車報(bào)廢以后,汽車鋁合金結(jié)構(gòu)框架和附件均可重新回收再生,且耗費(fèi)能量很少。

（6）由于這種車耗油省，廢氣排出量少，所以對(duì)城市空氣污染程度大幅度降低。

根據(jù)以上要求，隨著21世紀(jì)“新觀念汽車”時(shí)代的到來(lái)，我們不難看到：抓緊研究和開發(fā)具有卓越性能的鋁合金材料，增加品種，提高質(zhì)量，降低成本，已成為鋁加工行業(yè)和汽車行業(yè)迫在眉睫的新使命。

2.1.2 鋁合金材料是促進(jìn)汽車輕量化的最佳選擇

鋁合金及其加工材由于具有一系列優(yōu)良特性，諸如密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、易表面著色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，因此，在工程領(lǐng)域內(nèi)，鋁一直被認(rèn)為是“機(jī)會(huì)金屬”或‘希望金屬“，鋁工業(yè)一直被認(rèn)為“朝陽(yáng)工業(yè)”。

早期，由于鋁的價(jià)格較昂貴，在汽油既充足又便宜的年代，它被排斥在汽車工業(yè)和其它相關(guān)制造行業(yè)之外。但是，到1973年，由于石油危機(jī)的影響，這種觀點(diǎn)完全改變了，為了節(jié)約能源、減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染和保護(hù)日益惡化的臭氧層，鋁合金材料才得以迅速地進(jìn)入汽車領(lǐng)域，目前汽車零件的鋁合金化程度正在與日俱增。

鋁合金材料大量用于汽車工業(yè)，無(wú)論從汽車制造、汽車運(yùn)營(yíng)、廢舊汽車回收等方面考慮，它都帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且隨著汽車產(chǎn)量和社會(huì)保有量的增加，這種效應(yīng)將更加明顯。汽車用鋁合金材料量增加后所帶來(lái)的效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）明顯的減重效益

為了減輕汽車自重，一是改進(jìn)汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，二是選用輕質(zhì)材料（如鋁合金、鎂合金、塑料等）制造。到目前為止，前者已無(wú)太大的迥旋余地，因而汽車行業(yè)普遍注重于開發(fā)利用新的高強(qiáng)度鋼材或鋁、鎂等合金材料。在輕質(zhì)材料中，由于聚合物類的塑料制品在回收中又存在環(huán)境污染問(wèn)題、鎂合金材料的價(jià)格和安全性也限制了它的廣泛應(yīng)用。而鋁合金材料由于有豐富的資源，隨著電力工業(yè)的發(fā)展和鋁冶煉工藝的改進(jìn)，將使鋁的產(chǎn)量迅速增加，成本相應(yīng)下降，鋁合金材料更兼有質(zhì)輕（鋼鐵、鋁、鎂、塑料的密度分別為：7.8、2.7、1.74、1.1-1.2g/cm3）和良好的成型性、可焊性、抗蝕性、表面易著色性，而且鋁合金材料的回收率約為80%，有60%的汽車用鋁合金材料來(lái)自回收的廢料，預(yù)計(jì)到2015年回收率可進(jìn)一步提高到90%以上。理論上鋁制汽車可以比鋼制汽車減輕重量達(dá)30%?40%，其中鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)可減重30%，鋁散熱器比銅的輕20%?40%，轎車車身的比鋼材制品減重40%以上，汽車鋁車輪可減重30%。因此，鋁合金材料是汽車輕量化最理想的材料之一，見表1。

（2）可觀的節(jié)能效果

減少燃油消耗的途徑一般為：提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率（從設(shè)計(jì)著手），減少行駛阻力，改善傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率及減輕汽車自重等，其中最有效的措施是減輕汽車自重，鋁合金材料在汽車上的大量使用，正好滿足這一點(diǎn)。

據(jù)資料介紹，一般車重每減輕1公斤則1升汽油可使汽車多行駛0.011公里，或者每運(yùn)行1萬(wàn)公里就可節(jié)省汽油0.7公升，如果轎車用鋁合金材料量達(dá)100公斤，那么每臺(tái)轎車每年可節(jié)約汽油175升。預(yù)計(jì)到2012年，我國(guó)轎車的社會(huì)保有量將達(dá)10000?12000萬(wàn)輛，屆時(shí)每年節(jié)省汽油1000億升以上，節(jié)能效果十分可觀的。

（3）減少大氣污染，改善環(huán)境質(zhì)量

汽車減重的同時(shí)，也減少了二氧化碳排放量（車重減少50%，CO2排放減少13%）。有人算了一筆帳，如果美國(guó)的轎車重量減輕25%，每天將節(jié)油75萬(wàn)桶，全年可減少二氧化碳排放量1.01億噸，同時(shí)，氮?dú)馕?、硫化物等的排放量也?huì)相應(yīng)減少，因而可大大減少環(huán)境污染，提高環(huán)境質(zhì)量。

（4）有助于提高汽車的行駛性能，乘客的舒適性和安全性。

減輕車重可提高汽車的行駛性能，美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)提出，如果車重減輕25%，就可使汽車加速到60mph的時(shí)間從原來(lái)的10秒減少到6秒鐘；使用鋁合金車輪，使震動(dòng)變小，可以使用更輕的反彈緩沖器；由于使用鋁合金材料是在不減少汽車容積的情況下減輕汽車自重，減重效果為125％。 因而使汽車更穩(wěn)定，乘客空間變大，在受沖擊時(shí)鋁合金結(jié)構(gòu)能吸收分散更多的能量；因而更具舒適性和安全性。

2.2 鋁合金材料在汽車工業(yè)上的應(yīng)用概況

2.2.1 汽車用鋁合金材料的快速增長(zhǎng)

材料對(duì)汽車國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)有舉足輕重的作用。一般來(lái)說(shuō)，材料消耗費(fèi)用占汽車生產(chǎn)成本的53％，因此，在相同條件下，汽車制造廠大力節(jié)約材料費(fèi)用，降低汽車成本，就具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。當(dāng)代汽車發(fā)展方向的實(shí)現(xiàn)也是以新材料的應(yīng)用為基礎(chǔ)的。表2示出了世界汽車工業(yè)1980、1990、2000年汽車用材的組成比例。

由圖表可見，鋼鐵、塑料、和附件的比例不斷下降，而鋁材比例由1980年的4％提高到2010年的29％，而且還有上升的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2015年可達(dá)35％以上，將部分替代鋼鐵成為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)材料。目前，全世界耗鋁量的13％?16％以上用于汽車工業(yè)，有些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已超過(guò)18％。單臺(tái)汽車的鋁材用量也在不斷增加，1977年美、日、德單臺(tái)汽車鋁化率（鋁材用量）分別為2.5％、（45kg）、2.6%(29kg)、3.0%(35kg)，到1989年則分別增至5％、（71kg）、4.9%(58kg)、5%(50kg)。1992年美國(guó)單臺(tái)汽車用量達(dá)79.8kg，1993年美國(guó)平均達(dá)80.3kg，個(gè)別車種鋁材用量已達(dá)295kg。日本1995年和2000年單臺(tái)汽車鋁材用量分別達(dá)130kg（11.8％）和270kg(31.8%)，汽車的重量也隨之大幅度減輕。預(yù)計(jì)到2015年，美、歐、日等國(guó)單臺(tái)汽車鋁材量可達(dá)280kg以上，最高的可超過(guò)350kg。

2.2.2 汽車用鋁合金材料的品種構(gòu)成

世界各國(guó)工業(yè)用鋁合金材料的品種結(jié)構(gòu)雖然有一定差異，但大體是相同的。所用的鋁合金材料基本上屬兩大類，即鑄造鋁合金和變形鋁合金，前者用于生產(chǎn)各類鑄件，后者用于生產(chǎn)各類加工材（如板、帶、箔、型、棒、線）及鍛件，各類加工材一般都需經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工才能成為汽車零部件。其品種構(gòu)成；鑄件占80%左右，鍛件只占1%?3%，其余為加工材。美、日、德三個(gè)國(guó)家汽車用鋁合金材料的品種構(gòu)成見表3。

2004年,日本汽車用鋁合金材料共110萬(wàn)噸/a,其品種的構(gòu)成為:鑄件77%(壓鑄件占53%、其它鑄件占24％)，加工材21.5％（其中板材占11.5％、擠壓材占10％），鍛件1.5％。日本全部鋁合金鑄件中有82％是用于汽車，也就是說(shuō)鋁合金鑄件工業(yè)的發(fā)展是同汽車工業(yè)的發(fā)展緊緊相關(guān)的。隨著汽車鋁化程度的提高，特別車廂板的鋁化率增大，加工材的比例亦有大幅提高的趨勢(shì)。

2.2.3 各品種鋁合金材料的應(yīng)用

早在20世紀(jì)初期，美國(guó)就將鋁合金材料用到汽車車身和發(fā)動(dòng)機(jī)上。日本汽車鋁合金化是在1950年以后開始起步的。

率先用到汽車上的是鑄造鋁合金材料生產(chǎn)的各類鋁合金鑄件，主要是發(fā)動(dòng)機(jī)上的部分零件（如活塞、缸蓋等）以及變速箱、制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器等部件上的部分鋁合金鑄件。近年來(lái)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、輪轂等一批大型鋁合金汽車零件的應(yīng)用，使得汽車用鑄造鋁合金材料獲得了飛速的發(fā)展。

變形鋁合金材料主要用在汽車的散熱系統(tǒng)、車身、底盤等部位上。如汽車水箱、汽車空調(diào)器的蒸發(fā)器和冷凝器等主要是用鋁合金帶箔材及管材；車身各部位（如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋、車身頂板、車身側(cè)板、擋泥板、地板等）以及底盤等則多用板材、擠壓型材。近年來(lái)，由于汽車散熱系統(tǒng)、車身鋁合金化進(jìn)程加快，使汽車用變形鋁合金材料也在迅速增長(zhǎng)。最近十年汽車用鋁合金材料各品種中加工材增加最為顯著，達(dá)4倍（其中板帶材4.6倍，擠壓材4倍），鍛件增長(zhǎng)更快，近5年增長(zhǎng)了15倍。表4為美國(guó)轎車自重變化情況。世界各國(guó)制定了中、長(zhǎng)期轎車減重目標(biāo)，中級(jí)轎車的自重降至1000kg以下，多為800?900kg范圍內(nèi)；美國(guó)為1000kg以下；西歐為900kg以下?，F(xiàn)代汽車的自重不斷降低，輕量化是汽車發(fā)展趨勢(shì)。

汽車為達(dá)到減輕自重目的，鋁用量不斷增加。在20世紀(jì)的最后十多年內(nèi)，美國(guó)各類汽車用鋁平均每年增加近30kg/輛（表5），目前歐洲轎車用鋁與1990年代初相比增長(zhǎng)約3倍（表6）。近全世界鋁鑄件的產(chǎn)量平均每年以約3％的速度遞增，其中60％-70％用于汽車工業(yè)。汽車產(chǎn)量上升將帶動(dòng)鋁鑄件產(chǎn)量增加。

美國(guó)過(guò)去24年里，一般家用汽車（車重1.5-1.6噸）鋁鑄件用量從1978年的42kg/輛上升到2002年的10kg/輛,美國(guó)汽車鋁鑄件增長(zhǎng)1.7倍.預(yù)計(jì)今年世界轎車鋁鑄件用量將達(dá)到每年平均116kg左右,比1980年代增長(zhǎng)70%左右,據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè),從2004?2013年汽車鋁鑄件增長(zhǎng)率將保持在2.0%,汽車鋁鑄件將成為鑄造業(yè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。

目前, 歐州汽車的車身及構(gòu)件用鋁要高于北美(表7)。從鑄造和變形鋁材總體來(lái)講,世界轎車用鋁量均處于增長(zhǎng)趨勢(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)十年轎車用鋁仍將繼續(xù)上升。

目前,國(guó)內(nèi)外各型汽車的主要零部件系統(tǒng)所使用鋁鑄件和變形鋁材見表8、表9和圖1。

3 現(xiàn)代汽車主要零部件鋁化趨勢(shì)

為了大幅度減輕車重，人們正急于研究對(duì)占車重比例大的車身（約30%）、發(fā)動(dòng)機(jī)（約18%）、傳動(dòng)系（15%）、行走系（約16%）、車輪（約5%）等鋼鐵零件改用鋁材。

3.1 車身板件的鋁材化及鋁合金

最近出現(xiàn)了從發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板等部分車身鋁外板發(fā)展為全部采用鋁外板的汽車，獲得了減輕車重40%?50%（相對(duì)鋼板而言）的效果。

用于車身板的鋁合金主要有Al-Cu-Mg系（2xxx系）、Al-Mg系（5xxx系）、Al-Mg-Si系（6xxx系）和Al-Mg-Zn-Cu系（7xxx系）。其中2xxx系列和6xxx系列、7xxx系列是熱處理可強(qiáng)化的，而5xxx系是熱處理不可強(qiáng)化合金。前者通過(guò)涂裝烘干（170-200℃/20-30min）工序后強(qiáng)度得到提高，所以用于外板等要求強(qiáng)度、剛性的部位，后者成形性優(yōu)良，用于內(nèi)板等形狀復(fù)雜的部位。美國(guó)1970年代研制了6009和6010汽車車身板鋁合金，通過(guò)T4處理后強(qiáng)度分別比5182-Ｏ和2036－T4的低，但塑性較好，成形后噴漆烘烤過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)人工時(shí)效，獲得更高的強(qiáng)度。這兩種合金既可單獨(dú)用來(lái)做內(nèi)外層壁板，也可用6009合金制造內(nèi)層壁板，而用6010合金制造外層壁板。兩個(gè)合金的廢料不需分離可以混合回收后自身使用，或做鑄件的原料。

正在開發(fā)的低密度、高強(qiáng)度、高彈性模量和超塑性優(yōu)良的Al-Li合金，以及基于低噪音的需要并有助于輕量化而開發(fā)的鋁防振板等,也有望用作車身壁板。

3.2 鋁空間框架結(jié)構(gòu)車體及鋁材

目前，世界各國(guó)都在積極推進(jìn)車身、車體主要部位的鋁材化，采用鋁材制造有特性的汽車．近年來(lái)提出的鋁概念車（如圖2所示），在車體結(jié)構(gòu)上大多數(shù)采取無(wú)骨架式結(jié)構(gòu)和空間框架式結(jié)構(gòu)，適用的材料有板材、擠壓型材、釬焊蜂巢狀?yuàn)A層材料等。從設(shè)計(jì)的自由度（特性化）、成本、輕型化、安全性等方面考慮，制造小批量、多品種的汽車時(shí)，以鋁擠壓型材為主體的空間框架結(jié)構(gòu)大有發(fā)展前途。這種鋁空間框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如表10所示。

圖2 由鋁擠壓件和內(nèi)部連接鋁壓鑄接頭經(jīng)自動(dòng)焊接后所形成的車身空間框架 

在空間框架中一般用現(xiàn)有的中國(guó)鋁材便可滿足要求，板材一般用5052、5251、5182和6009等耐蝕性優(yōu)良、加工性能良好的合金．?dāng)D壓型材主要的采用6005、6061、6063、7003、7005合金空心材。關(guān)鍵的問(wèn)題是薄壁化、強(qiáng)度適當(dāng)、與其它材料易組合，接合部斷面形狀設(shè)計(jì)合理等。蜂巢狀?yuàn)A層板有可能在不久的將來(lái)得到廣泛應(yīng)用，這種板是由涂有硬釬焊料的薄板作為蜂巢狀?yuàn)A層結(jié)構(gòu)的芯材及面板組成，除重量輕、剛性高外，高溫強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性等也很好，而且可以進(jìn)行焊接、表面處理和彎曲加工。

3.3 熱交換器的鋁材化

從鋁的特性看，熱交換器是最適于用鋁制造的部件。鋁散熱器的重量比銅的下降37%-45%，銅材價(jià)格約9萬(wàn)元／t，鋁材3.5萬(wàn)元／t。而兩者的加工費(fèi)幾乎相當(dāng)。因此，日本和美國(guó)的汽車空調(diào)器幾乎完全采用鋁材。散熱器的鋁化率，歐洲達(dá)到90%-100%，美國(guó)達(dá)到80%-90%，日本達(dá)到70%-80%。我國(guó)也開始使用鋁制散熱器。鋁制內(nèi)冷卻器、油冷卻器、加熱器心部等也在迅速普及。

根據(jù)輕量化、小型化、提高散熱性、保證防蝕等需要，熱交換器在結(jié)構(gòu)上積極進(jìn)行改進(jìn)，從帶有波紋的蛇型改為薄壁并流型、德朗杯型、單箱型等。在材料方面也在積極進(jìn)行改進(jìn)，例如為改善因薄壁化導(dǎo)致的強(qiáng)度降低，采用Al-Cu-Mn-Cr-Zr系合金和Al-Mn-Si-Fe系合金；根據(jù)犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用改進(jìn)化學(xué)成分來(lái)進(jìn)一步提高耐蝕性；開發(fā)了多層復(fù)合材料（Al-Mn涂層結(jié)構(gòu)）；用釬焊方法進(jìn)行成分調(diào)整等達(dá)到防蝕目的。這些改進(jìn)技術(shù)已達(dá)到實(shí)用階段。

3.4 行走系統(tǒng)部件的鋁化

(1)鋁合金車輪

近年來(lái)，鋁車輪的尺寸有大型化的傾向，直徑從355.60毫米向381-531.80毫米發(fā)展。此外，從防滑、制動(dòng)裝置的安裝普及率等來(lái)看，為了減少非懸掛重量，正在加速安裝鋁合金車輪，目前國(guó)外汽車的安裝率達(dá)90%以上，我國(guó)的比率尚未達(dá)到70%。（特別是重型汽車運(yùn)用甚少）。

現(xiàn)在車輪主要采用重力鑄造、低壓鑄造。但是，為了實(shí)現(xiàn)輕量化，將來(lái)要向薄型化、剛性優(yōu)良的壓力鑄造、擠壓鑄造法轉(zhuǎn)移。另一方面，為了進(jìn)一步減輕重量，用鋁板沖壓加工、旋壓加工做成整體車輪和兩部分組合車輪，已在實(shí)際生產(chǎn)中采用。這種用6061T6合金制成的車輪比鋼板沖壓車輪重量減輕50%，旋壓加工所需時(shí)間不到90秒／個(gè)，不需要組裝作業(yè)，適用大批量生產(chǎn)。對(duì)這種車輪進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，它具有和軋材同樣的強(qiáng)度，和鑄件同樣的經(jīng)濟(jì)性。重型車的鋁車輪一般用模鍛法制造。

(2)懸掛系零件的鋁材化

減輕懸掛系重量時(shí)，要兼顧行駛性、乘座舒適性等，其相應(yīng)部件的輕量化、鋁材化應(yīng)和其機(jī)構(gòu)的改進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。例如，下臂、上臂、橫梁、轉(zhuǎn)向節(jié)類零件。還有盤式抽動(dòng)器卡爪等已用鋁鍛件（6061）、鋁擠壓鑄造件（AC4C、AC4CH）等，重量比鋼件輕40%?50%；動(dòng)力傳動(dòng)框架，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝托架等已用板材（6061）使其輕量化；對(duì)保險(xiǎn)杠、套管等，已用薄壁、剛性高的雙、三層空心擠壓型材（7021、7003、7029和7129）；傳動(dòng)系中傳動(dòng)軸、半軸、差速器箱在采用鋁材使輕量化和減少振動(dòng)上，取得了很大進(jìn)展，今后有進(jìn)一步發(fā)展的傾向。

3.5 發(fā)動(dòng)機(jī)部件的鋁化

(1)鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)零件

占發(fā)動(dòng)機(jī)重量25%的氣缸體正在加速鋁材化，據(jù)本田公司報(bào)道，用新壓鑄法（低壓、中壓鑄造）成功地實(shí)現(xiàn)了100%鋁化，減少壁厚10毫米，相當(dāng)于減輕重量1-1.5kg。

過(guò)去已進(jìn)行活塞、連桿、搖臂等發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的鋁材化工作，為了提高性能正在進(jìn)行急冷凝固粉末合金、復(fù)合材料等的開發(fā)及實(shí)用化，此外還在開發(fā)耐熱強(qiáng)度高的Ti-35%Al合金，用來(lái)制造進(jìn)、排氣閥和連桿等。

例如，日本某汽車廠的2.0L級(jí)汽車，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁量約26kg（發(fā)動(dòng)機(jī)鋁材率約17%），氣缸體鋁材化后，鋁的使用量增加0.8倍，可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量20%左右。

(2)急冷凝固鋁粉末合金（P/M）發(fā)動(dòng)機(jī)零件

已開發(fā)出耐磨合金Al-20%?25%Si系、耐熱耐磨合金Al-20%?25%Si-（Fe,Ni）系、耐熱合金Al-7%?10Fe系。前兩者線膨脹系數(shù)為(16～17)×10-6/℃，后兩者楊氏模量為（9200-10600）×9.8兆帕，顯示出原熔煉鋁合金（I/M）所不具備的特性。正在用它們制造活塞、連桿、氣缸套、氣門挺桿等發(fā)動(dòng)機(jī)零件和汽車空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子等。

(3)鋁基復(fù)合材料(MMC)發(fā)動(dòng)機(jī)零件

若用陶瓷纖維、晶須、微粒等增強(qiáng)鋁合金，則比強(qiáng)度，比彈性模量、耐熱性、耐磨性等可大幅度提高。例如SiC晶須強(qiáng)化的鋁復(fù)合材料（基體為6061合金），隨著強(qiáng)化體積百分率增加，若干特性均有提高．當(dāng)Vf=30%時(shí)，強(qiáng)度為50×9.8兆帕，彈性模量為12000×9.8兆帕，是6061合金的1.6倍左右，高溫強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度也得到提高；Vf=20%時(shí)，線膨脹系數(shù)約降低65%。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金活塞頭的頂角部分已采用復(fù)合材料，正在研究和試用的Al-不銹鋼連桿、Al-石墨活塞等都將很快在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用。

4 汽車用鋁材的重點(diǎn)研發(fā)新方向

4.1 對(duì)未來(lái)汽車的要求

對(duì)于未來(lái)汽車，現(xiàn)在迫切需要研究的是環(huán)境污染、安全性和降低燃料消耗量等問(wèn)題。與地球的溫室化、大氣污染相對(duì)應(yīng)的輕量化技術(shù)被提高到相當(dāng)高的位置。不會(huì)出現(xiàn)廢氣的電動(dòng)汽車是未來(lái)汽車的代表，但這種電動(dòng)汽車必須把發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)殡姵?，電池的輸出功率很低，因此汽車車體要求大幅度輕量化。如前所述，汽車輕量化的主要有效途徑是提高鋁化程度。但是，伴隨著鋁使用比例增加所產(chǎn)生的最大問(wèn)題將是生產(chǎn)成本的大幅度提高。因此，未來(lái)汽車鋁化的擴(kuò)大，必將依靠對(duì)鋁化的需求和生產(chǎn)成本的平衡來(lái)支配。

4.2 汽車鋁材研發(fā)與應(yīng)用新方向

MSX賽車用鋁比率已達(dá)31.3%。據(jù)此推測(cè)，未來(lái)汽車的鋁化界限可達(dá)30%～50%。因此，降低鋁化成本，提高生產(chǎn)效率是今后的努力方向。

（1）新型鋁合金車身材料的研發(fā)

① 現(xiàn)代汽車車身材料的組成

車身是形成汽車的主構(gòu)架部分，是由許多零部件構(gòu)成的。在噴漆處理前的車身被稱做白色車身，是汽車中質(zhì)量最重的部件。車身分外板和內(nèi)板兩部分。

外板材：適用具有優(yōu)良的耐蝕性及成形性和時(shí)效硬化性材料。

內(nèi)板材：適用優(yōu)良的成形性及耐蝕性的材料。

骨架材：適用強(qiáng)度、焊接性優(yōu)良的材料。

擠壓材（端面密封）：適用擠壓性、焊接性優(yōu)良的材料。

② 對(duì)現(xiàn)代汽車車身材料的基本要求

車身是形成汽車的主體部分之一，也是現(xiàn)代汽車輕量化的主要部分。車身呈流線型，形狀十分復(fù)雜，曲面大而多，成形十分困難；車身是汽車的重要承力結(jié)構(gòu)而且要承受空氣阻力；車身由許多零部件組成，需要組焊和焊接；此
外，車身材料還需要有耐磨性、耐候性和抗腐蝕性能等等，歸納起來(lái)，現(xiàn)代汽車車身板材料應(yīng)具有以下基本性能。

1）具有中等以上強(qiáng)度和剛度；

2）具有良好的塑性，可適應(yīng)深沖變形；

3）具有良好的可焊接性；

4）具有一定的耐蝕性和耐磨性；

5）具有可自時(shí)效性；

6）密度低、比強(qiáng)度、比剛度高。

③ 國(guó)外的研發(fā)情況

為了尋找優(yōu)質(zhì)的現(xiàn)代汽車用車身板材料，世界各國(guó)作了很多的工作，對(duì)高強(qiáng)鋼、高強(qiáng)不銹鋼、鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料及塑料進(jìn)行大量對(duì)比研究。近年來(lái)，鋁合金材料在現(xiàn)代汽車車身上的應(yīng)用尤其受到青睞。

長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)學(xué)者和工程師對(duì)Al-Cu(2xxx系)，Al-Mg-Si（6xxx系)和Al-Mg(5xxx系)等幾十種鋁合金進(jìn)行了深入研究。經(jīng)過(guò)對(duì)比篩選確認(rèn)，6xxx系合金材料具有最佳的綜合性能。目前，國(guó)外鋁制車身常用鋁合金化學(xué)成分見表11。部分材料其T4及烤漆后的性能見表12，成形性及力學(xué)性能見表13。

美國(guó)汽車制造商多選用具有較高強(qiáng)度的6111合金，歐洲更多采用是有較好成形性的6016。最新研究表明，6005A合金的性能也較理想。日本為達(dá)到緩沖目的、增強(qiáng)抗沖擊強(qiáng)度，十分注重使用6xxx系的高強(qiáng)度合金“口”、“日”、“目”、“田”字形狀的薄壁和中空型材，研制開發(fā)高性能用鋁板和增強(qiáng)緩沖性能的鋁擠壓材。

在6xxx系合金中，6009和6016合金具有相近的力學(xué)性能，其T4狀態(tài)下的 較低，但有優(yōu)異成形性，可與5182-0板相媲美，且不出現(xiàn)勒德斯線，但烤漆后強(qiáng)度僅為180 ,而6010合金T4狀態(tài)下的強(qiáng)度150-170 ，烤漆后超過(guò)200 ，為制造車身板提供了良好的最初成形性和最終使用性能。目前，歐美等國(guó)主要以6xxx系合金為基礎(chǔ)開發(fā)鋁合金車身板，如車蓋以及車門等車身構(gòu)件。歐美廣泛使用6016合金，北美主要使用6111合金及抗腐蝕好的6022合金等。

④ 國(guó)內(nèi)的研發(fā)情況

轎車的車身用鋁已引起我國(guó)汽車行業(yè)重視，但起步較晚，國(guó)外轎車車身所用的多種變形鋁材，目前國(guó)內(nèi)暫無(wú)合適的產(chǎn)品選用，合金牌號(hào)和品種規(guī)格也不能滿足選材的需求，有待我國(guó)汽車行業(yè)和有色加工行業(yè)共同開發(fā)。

近幾年來(lái)，在國(guó)家發(fā)改委和科技部的主持下，組織汽車部門和有色部門的有關(guān)企業(yè)（西南鋁、東北輕、一汽、二汽）、大學(xué)（中南大學(xué)、東北大學(xué)等）、研究院所（如汽車研究所、材料研究所、北京有色研究院等）成立聯(lián)合攻關(guān)組對(duì)適合我國(guó)汽車工業(yè)用的鋁合金車身材料進(jìn)行研發(fā)。要求鋁合金板材性能達(dá)到美國(guó)6111和5182合金的水平；并且有烘烤硬化性,烘烤硬化后 ≥180 Mpa;板材能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板外板沖壓性能的要求.油漆防腐性達(dá)到鍍層板的性能；焊接和翻邊成形性能滿足汽車外形和相應(yīng)零件的要求．為了滿足上述性能指標(biāo)，攻關(guān)組對(duì)變形鋁合金板材的化學(xué)成分，生產(chǎn)工藝、預(yù)處理工藝、熱處理狀態(tài)、沖壓成形性和烘烤硬化性等進(jìn)行了廣泛的研究，并配合汽車制造廠對(duì)汽車零部件的加工性能和使用性能等進(jìn)行了研究，并取得初步成果，如6016、6111、6009、6010、5754、5182等車身板材已于2011年投入試生產(chǎn)，可望在2015年投入批量生產(chǎn)。

近年來(lái)用特殊的擠壓加工方法生產(chǎn)的框架型材正在進(jìn)行研究，該研究可以預(yù)測(cè)無(wú)框架式車身的材料利用率及車身剛性和生產(chǎn)效率的提高等效果。在這種場(chǎng)合下，怎樣建立使直線形型材曲線化的擠壓技術(shù)、彎曲加工技術(shù)和連接技術(shù)是重要的，并希望以此來(lái)促進(jìn)鋁合金的開發(fā)。

表14為主要汽車車身板鋁合金室溫力學(xué)性能?？梢?，鋁合金板材的主要力學(xué)性能已經(jīng)和冷軋鋼板較為接近，且經(jīng)過(guò)模擬烤漆處理后可進(jìn)一步強(qiáng)化。因此可以代替鋼作為汽車車身板。

⑤ 鋁合金汽車車身板的重點(diǎn)研發(fā)新方向和內(nèi)容

汽車用鋁合金板材、尤其是汽車用鋁合金外板是鋁合金板材生產(chǎn)中的頂級(jí)產(chǎn)品，在其研究中重點(diǎn)需解決的是抗時(shí)效穩(wěn)定性、成形性、烘烤硬化性、翻邊延性、油漆光鮮均勻性、抗凹性、表面處理技術(shù)等這些既相互聯(lián)系又相互矛盾的特性的匹配和統(tǒng)一，滿足鋁合金汽車板的力學(xué)性能、工藝性能、構(gòu)件成形性以及零部件的功能要求。其具體研究?jī)?nèi)容為：通過(guò)合金成分設(shè)計(jì)軟件，完成汽車外覆蓋件用鋁合金板合金系列的選擇和確定，以首先滿足板材的成形性為依據(jù)，確定Fe、Mn、Mg、Si、Ti和Zn等合金元素及含量對(duì)板材不同性能的影響，達(dá)到最高的性價(jià)比及最佳的性能匹配。包括：熱軋板的均勻化和組織細(xì)化處理技術(shù)；冷軋工藝控制及優(yōu)化技術(shù)；合理和優(yōu)化的預(yù)處理技術(shù)；板材晶粒度及第二相細(xì)化和均勻性的控制技術(shù)；鋁合金汽車板成形性和抗凹性的評(píng)估方法；翻邊延性的表征參量、試驗(yàn)方法及影響因素和評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究；研究鋁合金的連接方法，包括不同的焊接方法、連接、鉚接方法等連接技術(shù)。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)尚未大批量生產(chǎn)過(guò)6xxx車身板，研制也剛起步。為了趕上世界汽車工業(yè)的發(fā)展水平，國(guó)家發(fā)改委、科技部及國(guó)家教育部分別設(shè)立關(guān)于6xxx車身板的研究開發(fā)項(xiàng)目，總體目標(biāo)為研制出一種用于汽車外車身板的鋁合金材料，板厚在0.9-1.2mm，板寬700-2300mm，供貨條件下的 和 值不低于0.25和0.7，經(jīng)沖壓成形（3%-5%的預(yù)應(yīng)變）和烤漆（ 強(qiáng)化后，其屈服強(qiáng)度大于180MPa,抗拉強(qiáng)度超過(guò)260MPa。形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋁合金轎車車身板制造工藝技術(shù)。

（2）防沖檔及車門剛性結(jié)構(gòu)件的研發(fā)

從安全性的觀點(diǎn)考慮，汽車前后方向設(shè)置了防沖擋。側(cè)面方向設(shè)有剛性加固梁的車門，為了輕量化，近年來(lái)增加了鋁的用量，表15示出了防沖擋用鋁合金的使用形式。小轎車表面以樹脂化為主流，輔助加強(qiáng)材料，采用鐵質(zhì)的剛性構(gòu)件、纖維復(fù)合樹脂和鋁制件等形式．因?yàn)殇X具有輕量化、再生性等特點(diǎn)，所以，鋁化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，圖6表示的是鋁合金開發(fā)所期望的技術(shù)課題。

（3）轉(zhuǎn)動(dòng)部分零部件的研發(fā)動(dòng)向

轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括車輪、懸架裝置、制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。以行駛性能為主結(jié)合商品性和安全性，從1980年代后半期至今進(jìn)行了一系列的開發(fā)工作，這對(duì)汽車性能和可靠性的提高產(chǎn)生了巨大的影響。鋁車輪的使用使輕量化向前邁進(jìn)了一大步。

因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)部分的零部件，最首要的要求是可靠性，所以，鋁懸架裝置零部件大部分用鍛造法生產(chǎn)。

汽車懸架零部件所使用的合金以6061－T6為主。這是因?yàn)?xxx系合金、7xxx系合金的疲勞強(qiáng)度雖然很高，但在鹽堿地區(qū)發(fā)生點(diǎn)腐蝕的情況很多，在耐腐蝕性試驗(yàn)后確認(rèn)2xxx系合金、7xxx系合金的疲勞強(qiáng)度比6061合金低。

但是，使用高價(jià)鍛造材料最主要的要求是輕量化效果的提高。以6061合金為基礎(chǔ)，在其中添加微量的Cu和適量的Mg、Si不僅具有優(yōu)良的耐蝕性，而且有較高的疲勞強(qiáng)度。這類鋁合金的開發(fā)是必要的。

另外，成本的降低對(duì)用變形鋁合金生產(chǎn)的型材和鑄造材料的開發(fā)及批量生產(chǎn)是個(gè)推動(dòng)。使強(qiáng)度和成本都處于優(yōu)良狀態(tài)的合金的開發(fā)，將是今后的發(fā)展方向。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及制動(dòng)器零部件由于形狀的原因大多使用鋁鑄造產(chǎn)品。多數(shù)零部件必須能承受超過(guò)10MPa（100氣壓）的壓力并有良好的耐腐蝕性和強(qiáng)度，需要開發(fā)具有這種特性及鑄造性的優(yōu)秀合金。此外，考慮到制動(dòng)器耐熱的影響，要采用一部分難鑄造鋁合金中的Al-Cu系合金。目前正準(zhǔn)備重新估價(jià)原來(lái)的Al-Si系合金為主流的鑄造材料。

(4) 新型鋁合金熱交換材料的研制

熱交換器用鋁將隨汽車產(chǎn)量增加而增加：汽車用各類熱交換器向小型、輕量、高性能、低成本、耐用等方向發(fā)展，鋁質(zhì)熱交換器比同結(jié)構(gòu)銅質(zhì)輕20% -40%，鋁質(zhì)熱交換器在歐洲已占95%以上，汽車用不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)鋁散熱器的參考重量見表16。

目前，各類熱交換器是變形鋁材在汽車上用量最多的系統(tǒng)，它包括發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、機(jī)油散熱器、中冷器、空調(diào)冷凝器和蒸發(fā)器等，主要耗用各種規(guī)格板、帶、箔、復(fù)合帶（箔）、擠制圓管、扁管和多孔扁管及微型特薄高精多孔扁管、焊接圓管和扁管等變形鋁材，品種規(guī)格多，質(zhì)量要求高。已研發(fā)的鋁質(zhì)散熱器和中冷器結(jié)構(gòu)形式及用材合金牌號(hào)列于表17中。

（5）商用汽車油箱和空壓機(jī)儲(chǔ)氣筒用可焊中強(qiáng)鋁合金板材研制

該材料主要用作商用汽車油箱和儲(chǔ)氣筒，代替原用鋁板以減輕重量，增加美觀和防銹性能，其力學(xué)性能要求達(dá)到美國(guó)50830狀態(tài)的指標(biāo)，б≥290mpa，б0.2≥145mpa，δ5≥20%；5083H116狀態(tài)時(shí)бb≥290mpa，б0.2≥230mpa，δ5≥14%。

要求焊接性能好；有良好疲勞性能和拉壓性能，以及封頭沖壓成形性能。

經(jīng)西南鋁、汽車研究所和中南大學(xué)等聯(lián)合攻關(guān)，已取得了初步成功。

（6）鍛造鋁合金車輪及結(jié)構(gòu)件的研發(fā)

汽車是使用鋁合金鍛件最有前途的行業(yè)，也是鋁鍛件的最大用戶。主要作為輪轂（特別是重型汽車和大中型客車）、保險(xiǎn)杠、底座大梁和其它一些小型鋁鍛件，主要用于大客車、卡車和重型汽車上。近年來(lái)，在中小型汽車、摩托車和高級(jí)轎車上也開始使用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上幾年來(lái)鋁輪轂的用量的年增長(zhǎng)速度達(dá)20%以上，目前的使用量達(dá)數(shù)十億個(gè)。我國(guó)剛剛起步，但一汽、二汽等大型汽車企業(yè)正在開始研發(fā)，隨著汽車量的增加（2011年我國(guó)汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)到1800萬(wàn)輛，世界汽車產(chǎn)量可能突破7500萬(wàn)輛/a），鋁輪轂和其它鋁鍛件的用量將會(huì)得到驚人的發(fā)展。目前工業(yè)上常用的汽車鋁合金車輪的制作方法主要有鑄造法和鍛造法兩種。鑄造法又分為重力鑄造法和壓力鑄造法。鑄造法生產(chǎn)的車輪產(chǎn)品的組織致密度和均勻性較差，力學(xué)性能較低。制造的精度（厚度）也較差，后續(xù)加工量大，不能滿足高可靠性的輕量化乘用車性能要求，而且無(wú)法滿足商用車的車輪的耐沖擊和疲勞壽命及承載能力的要求。而用鍛造法生產(chǎn)的鋁合金汽車輪轂的力學(xué)性能良好，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，重量輕（壁厚薄）抗沖擊能力高，防腐蝕性能和抗疲勞強(qiáng)度優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足商用車車輪的要求，因此，逐漸成為汽車，特別是高級(jí)轎車和大型、重型、豪華型客車與貨車用車輪的首選配件，有逐漸替代鑄造鋁合金車輪的趨勢(shì)。如美國(guó)鋁業(yè)公司用80MN大水壓機(jī)生產(chǎn)的6061T6鋁合金汽車輪轂，其晶粒變形流向與受力方向一致，強(qiáng)度與韌性及疲勞強(qiáng)度均大大高于鑄造合金車輪，而重量則減少20%，伸長(zhǎng)率可達(dá)12%?16%。而且具有相當(dāng)高的吸震與承壓能力，承受沖擊能力強(qiáng)。

此外，鍛鋁車輪的致密度高，無(wú)疏松、針孔，表面無(wú)氣孔，具有良好的表面處理性能。涂層均勻一致，結(jié)合力高，色彩調(diào)和美觀。鍛件車輪有很好的機(jī)械加工性能。由此可見，鍛造鋁車輪具有重量輕、比強(qiáng)度高、韌性和抗疲勞性與抗腐蝕性優(yōu)良，導(dǎo)熱性好，易于機(jī)械加工，圓形度好，抗沖擊，使用安全，便于維修，使用成本低，節(jié)能，環(huán)保、美觀耐用等特點(diǎn)，是汽車車輪等交通運(yùn)輸轉(zhuǎn)動(dòng)部件的理想材料，有廣闊的應(yīng)用前景。

試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，以鋁代鋼，以鋁代銅，以鍛代鑄是現(xiàn)代汽車輕量化的必然趨勢(shì)。

5 結(jié)論

作者在掌握了大量現(xiàn)場(chǎng)資料和文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，全面系統(tǒng)地論述了國(guó)內(nèi)外汽車工業(yè)用鋁材的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)、汽車用鋁合金及主要零部件的鋁化程度、汽車用鋁合金的新開發(fā)和新應(yīng)用，我國(guó)汽車用鋁材的研發(fā)與應(yīng)用狀況等問(wèn)題。指出汽車材料鋁化是現(xiàn)代汽車輕量化的主要途徑。對(duì)加速我國(guó)汽車鋁材的重點(diǎn)研發(fā)提出了建議。

       5.1 從實(shí)現(xiàn)高速、安全、舒適、美觀耐用、輕量化、節(jié)能、保護(hù)環(huán)境、降低綜合成本及提高綜合性能等方面來(lái)看，鋁合金是汽車工業(yè)現(xiàn)代化的最理想的材料，以鋁代鋼，以鋁代銅，以鍛代鑄是現(xiàn)代汽車輕量化的必然趨勢(shì)。

5.2 世界各國(guó)正致力于汽車主要零部件的鋁合金化，并取得了突破性進(jìn)展。目前發(fā)達(dá)國(guó)家每輛轎車用鋁量平均達(dá)180公斤，鋁化率達(dá)15%，到2015年估計(jì)用鋁量可達(dá)270公斤/輛以上，鋁化率32%以上，據(jù)預(yù)測(cè)汽車零件的極限鋁化率可達(dá)50%。而我國(guó)目前汽車的平均用鋁量?jī)H為75公斤/輛左右，鋁化率不到8%，差距比較大。

5.3 未來(lái)汽車是一種以電池代替發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)污染交通工具，由于電池功率小，輕量化成了最關(guān)鍵的問(wèn)題，因此，全鋁化的由鋁型材組焊而成的框架式整體車身現(xiàn)代化汽車將成為本世紀(jì)汽車的發(fā)展方向。

5.4 隨著汽車鋁化程度的提高，要求研制開發(fā)不同用途的新型鋁合金和不同規(guī)格品種的新型鋁材，這將大大促進(jìn)鋁合金及其加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)鋁材在汽車工業(yè)上的應(yīng)用，可以預(yù)見，鋁材將部分替代鋼鐵成為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)材料。

5.5 為了加速我國(guó)汽車工業(yè)用鋁材的發(fā)展，滿足汽車工業(yè)現(xiàn)代化的需要，應(yīng)加強(qiáng)宏觀調(diào)控，重點(diǎn)支持研發(fā)汽車用鋁材新合金、新材料新產(chǎn)品，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。