简单分析铝合金在汽车中的应用潜力

目前，汽车制造领域中铝材应用仍在不断增加。新的材料组合、复合方式也进一步的增大了铝材在轻量化设计中的应用潜力。铝材的应用潜力到底有多大？当前的研发情况如何呢？

铝是当代汽车制造领域中重要的轻量化材料。在现代化的大批量生产的车辆中，铝材所占的重量已达140公斤左右，而且仍在继续增加。德国铝工业企业总会GDA表示：铝材用量不断增加的趋势在于铝合金材料、铝合金半成品材料的多样性：有板材、有棒材、有型材、有锻件或者铸件等多种多样的铝原材料形式可供汽车生产厂家选用。



新的铝合金材料应用和加工工艺技术也促进了它在汽车工业领域中的进一步推广和应用。比如奥迪公司就在汽车零部件的连接中开发了适合于新材料性能的全新连接工艺技术。奥地利AMAG公司则完成了与锰或者纤维增强材料的复合。还有一些供应商认为在热变形加工领域中铝复合材料研发前途光明，因为铝加热后铝合金材料有着更好的变形加工性能，并能够在最终成型时达到了材料的最高强度。

多种多样的应用

铝合金材料的应用领域，至少在汽车车架生产中的应用有着巨大潜力。例如，中档豪华轿车Jaguar XE就和双门跑车和F型敞篷车以及SUV Range Rover和Range Rover Sport等车辆都是利用铝合金材料生产的。



铝合金材料生产制造的底盘和车架都按照所谓的“无骨架”结构设计成了一个整体。在过去的一年里，Jaguar公司共生产了大约140000架铝合金材料车架。

Berylls战略顾问公司的Christian Kleinhans先生认为，铝合金材料在未来的车架设计制造中将扮演更加重要的角色——从中期发展的角度来看，除了传统的车架之外，由60%以上高强度钢材和超高强度钢材制造的轻量化车架将会成为标准的车架结构方案，而下一步的发展方向将会是多种材料的钢结构轻量化车架结构方案，其中，逐步的增加铝合金材料而产生的轻量化结构件比例将会提高到80%，然后就是以铝合金为主的多种材料混合结构的车架时代了，就像今天奔驰公司S级轿车或者C级轿车的车架那样，主要是利用铝合金材料支承起来的、部分的采用了超高强度钢材制造的车架。另外，进一步发展下去将可能会在汽车车架中使用例如：塑料材料、镁合金材料、纤维增强材料或者碳纤维增强塑料了。

铝合金的增压器壳体

铝合金材料的应用始终没有局限在汽车的车架轻量化范围内，不久前Continetal公司的实例就充分的证明了这一点，他们是第一家把水冷的铝合金增压器壳体投放到市场的企业。增压器涡轮机的壳体在水冷系统的冷却下完全“冰凉”，而钢制的增压器涡轮机机壳则被烧的通红。铝合金材料的涡轮机机壳采用了空腔结构设计，以便用水来冷却铝合金机壳。虽然这种空腔设计比较复杂、费事，但对汽车生产厂家来讲却是非常值得的，由于用铝合金材料替代了涡轮机机壳原来使用的钢制机壳-耐热性能很高的镍基合金钢材料。同时，铝合金材料的涡轮机机壳也比钢制机壳的重量轻1.2公斤。

未来更多的可能性

与钢材相比较，铝合金是一种相对比较年轻的金属材料，因此奥迪公司认为铝合金材料的技术性能，例如强度和延伸率方面的极限能力还远远没有挖掘出来。德国铝工业企业总会GDA同样也认为铝合金材料的强度性能有着很大的潜力可以挖掘；认为高强度铝合金材料有着巨大的应用潜力。铝合金材料的生产工艺技术研发也给奥迪公司带来了进一步使用好铝合金材料的可能性，例如铝合金材料的生产加工性能、薄壁件的生产性能、碰撞性能、延展性和成本费用等方面的进一步研究......