简述汽车轻量化材料及制造工艺

李清莲

中山市顺达客车有限公司（ 528400）

摘要：现如今，汽车在生活中得到不断普及，带来的环保性问题、节能型问题、安全性问题等越来越明显。在这种情况下，汽车的轻量化研究越来越受到人们的重视，不仅有助于控制污染物的排放，还有助于提升汽车使用性能和安全性能，对于汽车的发展和进步有着重要的意义。文章就此对汽车轻量化材料及制造工艺展开讨论。仅供参考。

关键词：汽车；轻量化材料；制造工艺

一、汽车轻量化材料及制造工艺研究原则

综合分析汽车整体构造，其中车身构造重量在总重量中占据的比重较大，约占1／3。所以通过优化车身材料选取能有效降低汽车自重。当前在汽车车身材料选取过程中需要依照以下基本原则。首先汽车在稳定行驶过程中要对汽车安全性、舒适性、稳定性进行探析。其次各类的焊接部件能冲压成型，生产制造中技术工艺性能完善，最后材料应用具有可回收性与良好的经济性。汽车工业全面发展的重要动力是基于材料基础进步基础上，提升汽车安全性，突出节能减排重要作用。

二、汽车轻量化材料的应用

1.铝合金

铝合金的比重仅仅是钢材质的30%，假设弯曲刚度为相同状态时，铝合金相对厚度是1.43，计算出49%为其减重潜能；假设弯曲强度相等的话，那么其减重潜力是38%。有报道表明，如将汽车车身材料全部换为铝合金，在同等条件下会比铸铁、低碳钢等材质的车身每千克少排放13千克至20千克的温室气体，这也是当前阶段铝合金越发广泛的应用于汽车车身材质的直接原因，此种情况在豪华汽车中更加明显。

大量B级和C级汽车随着我国汽车制造业的发展相继问世，近些年更是有一批档次较高的新型汽车出现。相关法律法规也随之不断完善，进一步推动了铝合金材质在国内汽车市场的应用。此外，铝合金材料的冶炼技术对于汽车行业的发展也有十分积极的推动作用，现阶段主要有以下几种应用形式：铝合金锻件应用在车轮、汽车悬架支架的构件方面；铸造件应用在车身壳体和发动机缸盖等、车身结构等铝合金基拉拉伸件。现阶段成本较高和焊接工艺性较差是阻碍铝合金材质推广和应用的首要原因，因此必须致力于铝合金冶炼技术的改进、成型工艺性的改进以及材料成本的降低，进而推进铝合金材料在我国汽车行业的应用，进一步推进我国汽车轻量化的发展进程。

2.高强度钢

在研究轻量化材料的时候．还有一种材料就是高强度钢．高强度钢不仅强度适合汽车制造．同时还能够起到降低汽车重量的作用。同时在应用高强度钢的过程中．还必须要区分钢材的强度，低强度的钢是指屈服强度小于201MPa的钢材：高强度的钢是指屈服强度在201MPa～550MPa之间的钢材：超强度的钢材是指屈服强度大于550MPa的钢材。高强度钢在进行汽车制造的过程中，还要不断地保证汽车的焊接技术．增强高强度钢的整体应用，减少资源浪费，增强高强度钢的生产效能。高强度钢能够帮助汽车实现轻量化的发展．促进汽车制造业的发展。

3.塑料和复合材料

与金属材料相比，塑料和复合材料的密度以及质量都更小，成型工艺也占有很大的优势，是汽车轻量化制造的首选材料。受到强度以及其他性能的限制，目前我国主要应用于汽车内外饰制造中，要在汽车结构件中应用，还需要加强对塑料以及复合材料的研究。

三、汽车轻量化制造工艺

1.激光焊接技术制造工艺

在汽车零件部件设计的过程中，可以使用激光焊接技术进行轻量化处理，针对底板、侧围、尾门内板等部位进行处理，可以有效地对不同强度、厚度的高强度钢板进行有效地焊接，保证不同焊接之间的整体性，从而提升材料的使用效率，减少相应的浪费。这种焊接技术具有以下几点优势：第一，是将不同强度、厚度的高强度钢板进行无缝焊接，从而有效地减少汽车的重量，提升车身强度，从而改善整个车辆的性能。第二，改善了以往的加工流程，减少了模具使用数量，降低生产成本。第三，突出工艺特性，强化耐腐蚀性效果。随着时代的发展和科学技术的进步，激光焊接技术也发生巨大变化，但是在运用的过程中，仍是会存在一系列的问题，所以重视激光焊接技术的研究和分析，对于实现汽车轻量化的目标具有显著效果。

2.热成型技术制造工艺

在设计和制造汽车的过程中，要想实现汽车轻量化的目标，就离不开热成型技术制造工艺，这对于汽车零部件的制造有重要意义。热成型技术的主要为钢板加热———形成奥氏体状态———深加工。只有经过这一系列的操作，才能够有效实现轻量化材料成型设计，这有利于提高汽车的性能，比如汽车的抗冲击能力、抗腐蚀能力等。热成型技术制造工艺的加工原理与传统的冷冲压有一定的差别，在具体的汽车制造和加工过程中，热成型技术有着独特的优势，具体来说体现在以下方面：

①热成型技术的回弹力度比较小，能够准确控制汽车零件的尺寸，为汽车组装工作奠定良好的基础。②运用热成型技术所加工的零部件更薄，能够有效降低汽车的整体重量，从而实现汽车轻量化的目标。③运用热成型技术所加工出来的零件具有很好的延展性和可塑性，能够加工出一些比较复杂的零件。④运用这种技术能够有效降低材料的变形能力，从而提高汽车材料的使用效率，进而降低了汽车制造的成本，从而为汽车企业带来更大的经济效益。⑤这种加工技术所加工出来的汽车零件表面硬度比较高，甚至会达到50洛氏硬度，比传统的加工工艺高出2-3倍。但是目前我国的热成型技术制造工艺还不够成熟，不管是生产技术还是生产规模都没有办法达到国际先进的热成型技术，还没有办法满足我国汽车制造业的需要。虽然有一些汽车企业已经建立了热成型生产线，但是这些技术都是从国外引进的，没有自己的创新。

随着人们对于汽车轻量化研究的重视，各大研究机构也开始重视对于热成型技术的研究，也取得了一定的研究成果，这有利于提高我国热成型工艺的水平，推动我国汽车行业不断向前发展。

四、提升汽车轻量化发展的策略

1.提高汽车轻量化基础设施的相关开发

汽车轻量化目前在汽车产业及制造过程中，还需实施进一步的开发。具体开发方向则应当以轻量化的基础设施为主，相关工作人员一定要从提高汽车轻量化设备入手，可从地区进行划分，依照各个地区间所使用的轻量化汽车数量，以及该地区的消费者对汽车轻量化的认识与接受程度进行科学的规划，通过制定合理的计划从而加强相关辅助设备的研发，并增加有效的安置地点。

2.优化汽车轻量化制造工艺

要想实现汽车轻量化的广泛生产和应用，就必须优化相关制造工艺，使其更加完善。这也是将轻量化汽车应用于现实交通运输中的关键前提。所以，要想进一步加强汽车轻量化在生产与运行中的高效性，就必须实现汽车轻量化的大规模生产和普及。目前，轻量化技术研究人员需要从制造轻量化汽车的工艺技术入手，对其进行有效的创新，并结合目前汽车轻量化成品在运行中的安全性和平稳性等做进一步研究，构建完善的研究体系，从而从根本上实现汽车轻量化行驶性能的提高，进而实现汽车生产的成本降低。

结语

综上所述，在进行汽车轻量化设计的过程中．不仅要对轻量化材料进行研究。还必须要重视轻量化的制造工艺，包括激光拼焊制造工艺、热成型制造工艺两种制造工艺。要提高汽车行业在市场中的竞争力．必须要实现汽车的轻量化发展．提高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，应结合轻量化材料以及轻量化制造工艺．以实现汽车行业的轻量化发展。

参考文献：

[1]秦训鹏，方洲，王骞.循环利用政策下的汽车轻量化技术及其发展趋势[J].新材料产业，2015（02）：8-12.