金屬材料在汽車上的應用趨勢

楊正剛

江鈴控股有限公司，江西南昌 330052

金屬材料在汽車上的應用趨勢

楊正剛

江鈴控股有限公司，江西南昌 330052

現代工業的發展過程中，汽車制造業的發展迅猛，在汽車制造所選用的材料方面也發生了很大的變化，現如今汽車制造的金屬材料逐漸轉為輕金屬材料以及復合型材料為主，在很大的程度上降低了汽車的自重，同時提高了汽車的性能。本篇文章將簡單分析金屬材料在汽車上的應用趨勢。

金屬材料；汽車；應用；趨勢

我國經濟的迅猛發展，已經拉動各行各業整體水平的提高，同時在國內，隨著代步工具的不斷增多，也是引領我國汽車制造業的飛速發展的原因之一。金屬材料是構成汽車的主要材料，不可缺少。我國在早期的汽車制造業的發展主要以高密度的金屬材料為制造汽車的主體，高密度材料的使用使得汽車的自重增加，不夠靈巧，同時汽車的笨重也為汽車的行駛速度的提高帶來一定障礙。在科技快速發展的當今社會，相關的工作人員也在針對這一情況尋找解決的辦法，不斷的運用科技手段，注重細節方面的制造，同時尋找新材料代替原有的高密度材料作為汽車制造的主題，精益求精，保證汽車制造行業的穩定發展以及汽車出產的質量要求。本文從以下幾個方面簡單介紹目前我國金屬材料在汽車上的應用以及其未來的發展趨勢。

1 我國現階段汽車制造材料狀況

我國早期的汽車行業制造所選用的材料，密度高、質量大，在我國早期汽車的需求量還未達到現如今的情形。但是隨著社會的不斷發展，整體經濟水平的不斷提高，汽車已經是一種很常見的代步工具，而且隨著汽車需求量的大大上升，對于汽車制造的材料也帶來了很大的挑戰。我國現階段的汽車制造材料已經逐漸由高密度材料向輕金屬、低密度材料轉型，輕金屬材料與重金屬材料相比較而言有著很大的優勢，首先，輕金屬材料的使用直接在汽車整體的自重上大大降低；其次，很多輕金屬材料耐磨性、耐熱性以及它的硬度等方面有著重金屬材料難以達到的水平，輕金屬的應用保證了汽車制造的出產品的整體性能能夠再一次得到提升；最后，從能源角度來思考，很多的復合材料也已經是當下汽車制造業的首選材料，復合材料集中了重金屬與輕金屬的共同優勢，保證了汽車制造的穩定發展。

2 鋁合金材料的應用

2.1 鋁合金材料的特點

在現代工業制造中特別是汽車制造業，需要用到金屬極為常見，但是一般不會單個使用某一種金屬材料來進行產品的制造生產，大多數是通過金屬的冶煉，再加入其他的金屬共同鍛煉而成，利用合金的形式保證所使用的材料具有及重金屬的優勢[1]。同樣，所謂的鋁合金材料就是通過金屬的冶煉工程在鋁中加入銅、猛、鋅、鉻等金屬成分，之后進行融合，這樣一來能夠在保證質量降低的前提下保持單個金屬元素的優勢。鋁合金的應用很大的優點，首先，鋁合金對比較鋁金屬而言它的表面硬度與它的機械強度有了很大幅度的提高，在汽車相關零件上有較多鋁合金的使用；其次，鋁合金的產生依舊保留了金屬鋁原有的優勢，它的質量同樣較輕，這樣便增加了鋁合金的使用價值；除此之外，鋁合金通過一定的金屬冶煉的技術處理，它的表面會具有很明顯的金屬光澤，而且鋁金屬的表面光滑細密，這一特性增加了鋁合金的使用價值，在汽車內部等裝飾使用極為常見。

2.2 鋁合金材料的性能

首先來了解一下鋁元素的相關特點，鋁元素本身而言質軟，有一定的金屬光澤，具有良好的延展性，其次鋁元素在空氣中暴露極易被空氣中的氧氣進行氧化，會在鋁表面形成一層致密的氧化膜，便是我們所了解的三氧化鋁。三氧化鋁的穩定性極高，具有很強的耐熱性。這些特點保證了鋁合金同樣具有一定延展性、具有耐高溫的特性，但同時，由于鋁合金的冶煉過程中包含銅、猛、鋅、鉻等的金屬元素，又在其硬度上大大增強。總結可得出，鋁合金材料所包含的性能有：耐高溫、可塑性強、機械強度大以及表面的硬度強等等。

2.3 鋁合金材料在汽車上的應用

鋁合金目前在汽車制造行業的使用很普遍，由于鋁合金本身的優勢明顯，材料的獲取方便等原因，使得鋁合金獲得汽車制造行業的青睞。根據鋁合金的性能可知，其具有耐高溫、抗磨擦等優點，同樣，現如今我國的汽車制造行業的相關人員理由這一優勢將鋁合金作為汽車發動機的主要材料，保證了發動機的便捷輕巧的特性，提升了發動機的性能。鋁合金的金屬光澤明顯，利用這一特點為汽車的裝飾帶來了有效途徑，而且鋁合金的輕巧，加上鋁合金的硬度、強度相比較于單個鋁元素來說有了很大的提高，利用鋁合金作為汽車主體的制造以逐漸變得常見，這樣一來降低了汽車整體的重量，從而提升了汽車的行使速度。目前就我國制造業的情況來看，鋁合金在汽車制造行業的使用很普遍，小到汽車內外的裝飾品，大至汽車的大體框架以及汽車的發動機等重要部件[2]。

3 鎂合金材料的應用

在汽車的制造業中，除去鋁合金之外，運用較多的金屬便是鎂合金。鎂合金的密度小、質量輕、同時它具有很高的比強度，除此之外它還具有比彈性模量大、散熱性能好、很好的消震性能等特點。一般在航天、運輸、火箭、化工能源等領域的運用較多，但是隨著經濟的不斷發展，在汽車的制造行業也已經逐漸開始使用鎂合金，鎂合金能夠承受沖擊的載力較大，它具有良好的抗酸性、抗堿性等抗腐蝕能力，作為最輕的金屬材料，它的使用受到了很大的歡迎。在現代的汽車制造業中，根據鎂合金的特性不僅僅能夠運用到汽車各部位重要零件的制作中去，同時汽車制造的主體框架的使用也逐漸加強，保證汽車性能的穩定以及延長汽車的使用壽命。

4 復合材料的應用

所謂的復合材料是指將兩種或者是兩種以上的材料通過物理方法或者是化學的方法進行重新的組合，形成具有新性能的材料。復合材料的特點是能夠將每一種單個的材料的優點進行融合，使得產生的新型材料具有取長補短的效果[3]。大多的復合材料以纖維增長材料的使用較為常見，它的比重小、比強度大、比模量大，很多復合材料的優勢要強于金屬材料，同樣，這種纖維增長的復合材料其強度以及它的比模量比鋼鐵以及鋁合金均要大很多。除了此類型的復合材料之外，還有很多的耐磨性、抗腐蝕性均強的材料。復合材料在進行汽車制造行業能夠代替很多稀少資源材料的使用。隨著科技的不斷進步，復合材料的種類也在不斷增多，各種復合材料的性能也更是在不斷地完善，現如今社會的發展過程中，在汽車制造方面復合材料的使用也是較為普遍。

5 結論

社會的快速發展進步，導致汽車的需求量在不斷地上升，每年我國的汽車制造量的數目都是極為龐大，隨著人們消費水平的提高，代步工具的使用普遍，在刺激了經濟發展的同時，也要求了各大汽車制造企業對于汽車出品的質量有著嚴格的保證，不僅僅如此，在進行汽車生產的過程中還要不斷追求技術與材料的結合。現如今的汽車行業已經不僅僅是追求數量的多少，還要結合社會的發展趨勢選擇合適的金屬材料進行汽車的生產制造。隨著科技的不斷進步發展，金屬材料的使用也已經原本高密度、質量大的材料轉向為密度小、質量輕，同時該金屬材料還具有單個金屬元素不具備的功能。鋁合金、鎂合金、以及復合材料的使用是現在汽車制造行業的發展趨勢，這些材料的具有的輕巧便捷、耐熱性高、強度大、比模量大等特點不是某單一金屬能夠比擬。利用現代科技水平，將幾種金屬元素的優點集中在某一種材料之上，使得該材料同時具有這幾種金屬的特性，并做到整體提升金屬材料硬度、增加其強度等目的，保證材料的穩定性。在未來的汽車制造中，各種金屬合金以及復合材料的應用已經是一種發展趨勢，各大汽車企業需要跟隨著社會進步的步伐去發展。

[1]袁海波，褚東寧，康明，等.輕金屬材料鋁和鎂在東風汽車上的應用[J].汽車科技，2011，4：1-5.

[2]魏元生.輕金屬材料和成形工藝在汽車上的應用[J].輕合金加工技術，2013，2：6-14.

[3]謝霞，余軍，溫秉權，王賓，等.復合材料在汽車上的應用[J].國際紡織導報，2010，12：56-60.

U46

A

1674-6708（2015）148-0088-02

楊正剛，本科，助理工程師