铝制品在汽车材料中的发展及运用研究

梁峰伟 郝珮帆 樊宝龙 董 澳 宋铭宇

(河北农业大学机电工程学院，河北 保定 071001)

1 铝材料在汽车生产中的具体应用分析

1.1 应用于车轮生产

车轮作为车身安全性能的重要保障，其安全性上有着十分严格的要求，铝制车轮在轿车产品得到了普遍应用，铝制车轮自身不但拥有较高的强度，同时在抗疲劳强度、抗震性能方面同样具备着很大的优势。除此之外，铝制车轮不但在质量上较之其他金属车轮有了大幅度的减轻，同时具备着较好的散热性能，可以有效地防止轮胎过热问题的出现。与此同时，因为铝制车轮自身的可铸造性好，使其尺寸精度较高，可以大幅度地降低汽车自身的纵向以及横向振动。

车轮本身是汽车刚性零件中的一种，对轮胎发挥着支撑作用，同时也和汽车的其他方面性能有着较为紧密的联系，换言之，车轮及其所安装轮胎的性能以及使用寿命对于车身整体的安全性以及可靠性有着很大的影响。由此出发，汽车制造中对于车轮产品的具体要求如下：承载和速度性能良好；附着及吸冲性能良好；抗磨损及抗老化性能良好；阻力以及行驶噪音较小等等。

铝制车轮与之前的钢制车轮相比，完全可以满足上面关于车轮的性能要求，在和轮胎配合使用的情况下，兼具高度统一标准化、通用化等特点。同时，铝制车轮因为自身在质量、平衡性、造型、形式等诸多方面的优点，将钢制车轮逐步进行取代，据相关部门的调查数据显示，到不远的将来，轿车的铝制车轮应用率将会达到98%。

1.2 应用于发动机的支架加工

造成汽车振动的原因之一就是汽车发动机，同时，汽车发动机也是汽车最为关键的动力来源。发动机自身的振动也会带来其内部零件及其相关附属装置的振动问题，并且对于整体的汽车行驶安全以及舒适性也会带来极大的影响。为了解决这个问题，铝材料改进品之一的泡沫铝材料在发动机的支架加工中得到了广泛的应用，可以十分显著地降低发动机的振动频率，将泡沫铝材料作为原有汽车发动机支架的填充材料，可以很好地将发动机支架的最大位移程度控制在曲轴孔下半圆面中点位置之内，同时，还可以保证汽车的发动机支架和车架连接位置的平面位移始终控制在一个合理的范围内，大幅度提升汽车行驶的安全以及舒适性能。

1.3 应用于汽车车身以及保险杠加工

铝材料在汽车车身加工中的应用，对于实现汽车轻量化的生产目标有着极为重要的意义。铝材料及其合金材料具有可以被压制成各种复杂程度较高的断面形状以及中空形状型材的优势，同时铝材料的比重较小，强度较大，将中空铝材作为汽车的车身以及保险杠部分的主要制作材料，与钢制的车身相比，重量可以减轻30%～40%，同时具备与钢制车身等同的抗冲击强度。除此之外，在汽车发生碰撞事故的同时，还可以将因为碰撞带来的冲击能进行部分的吸收，极大地保障了驾驶人员以及乘客的人身安全。

1.4 应用于汽车热交换器加工

汽车内部的热交换器主要是用来将发动机工作时产生的温度降低，同时，车内的热交换器和家用的空调相比，工作目的基本一致，只是在体积及重量上需要大幅度的降低。因为铝材料在质量、导热性以及铸造性上优势，在汽车的热交换器中得到了广泛的应用，特别是在无钎剂钎焊技术的发明之后，因为很好地解决了铝制品的焊接问题，铝材料就成为了汽车热交换器的制造首选材料。目前，汽车热交换器的制造材料是以挤压性质多孔铝管以及高频钎焊扁铝管为主。

2 铝材料作为汽车材料需要继续改进的地方

虽然铝材料成为了汽车材料的主要组成部分，并且在最近的十年之内得到极为快速的发展，但其依然有着如下几个方面需要改进：第一，成型问题。虽然，如今的铝合金材料的整体延伸性达到了30%，但是，在局部的延伸性上依旧存在着不尽如人意的问题，和钢制品的实际延伸率依旧有着不小的差距，为此在使用铝合金材料设计汽车产品的过程中需要保障材料的稳定形变，防止因为突变带来铝合金材料拉裂的问题。第二，运输方案的改进。铝材料及其合金材料无法如同钢制构件一般进行磁力搬运，为此需要设计全新的铝合金材料运输方案。

3 总结

目前，受到汽车生产轻量化、安全化生产目标的影响，铝材料成为了汽车制造材料的首选，在车身结构、保险杠、发动机支架及热交换器等构件加工中得到了广泛应用。但在未来，依旧需要改进其成型以及运输问题，才可以保障铝材料在汽车生产中的广泛应用。