我国汽车材料的应用及发展趋势探讨论文_张梅

我国汽车材料的应用及发展趋势探讨论文_张梅

天津天汽集团美亚汽车制造有限公司 天津市 300380

摘要:市场经济在建设的同时,除了要考虑到经济方面的因素,还需要关注经济发展对社会环境所产生的影响,寻求发展经济和保护环境的平衡点。基于此,本文从汽车材料方面着手,先探究了我国汽车材料当前的应用状况,分析其中存在的问题,随后,重点研究了我国汽车材料今后发展趋势,为汽车生产制造领域新技术、新材料应用奠定基础。

关键词:汽车材料;轻量化材料;钢材;复合材料

引言:汽车是当前人们出行最为重要的交通工具,据调查,我国现阶段的汽车保有量超过了2.5亿,其中私家车数量接近2亿台,但是其中新能源汽车的保有量不足400万台。由此可以看出,新能源汽车的广泛普及和应用,是一项具有挑战性的任务。如何应用新型汽车材料,提高汽车燃油经济性,成为了一项重要任务。

一、我国汽车材料当前应用状况

(一)轻量化材料应用增加

出于对环境的保护,越来越多的国家和地区开始制定并实施严格的排放法规,这一法规的推出,在一定程度上推动了传统汽车材料的变革。特别是在欧美国家和地区,轻量材料使用比重逐渐增加。在我国汽车生产制造领域中,轻量化材料的应用总量也在不断增加,铝合金已经成为了仅次于钢铁材料的常用生产材料之一。部分汽车生产中,开始将全铝车身的设计变为现实。此外,还将这一材料大面积推广应用在车顶、车门板、后备箱门等位置。同时,我国也开始积极向欧美国家和地区学习,引进先进的镁合金汽车零部件材料,将这一材料应用到离合器、轮毂、传动外壳、发动机支架、转向盘和行李箱盖板等位置[1]。但是,在生产期间发现这种材料的工艺技术还不成熟,生产成本较高,所以还不能大量推广使用。

(二)高强度材料需求上升

作为汽车生产的主要材料,钢材料的需求总量不断上升。为了适应各种设计变化带来的挑战,高强度钢材料的研发应用,有效地解决了成本、质量和安全方面的矛盾。与新型镁合金、铝合金材料相比,钢材料的性价比更高,并且在汽车生产中,钢材料更能适应当前的汽车生产设备,节约投资。在各类轻量化材料中,高强度板材除了在在轻量化效果方面并不理想之外,其节能减排效果、成本节约特性和使用性能等方面仍旧具有明显的优势。所以,从综合性能方面考虑,当前汽车材料中钢材料的主导地位不会动摇,通过提升钢材料的强度,实现轻量化生产仍旧是未来主导发展方向。

(三)替代材料产生冲击

汽车材料生产使用能源总量较大,节能减排对汽车材料生产产生了重大影响。近几年,国内部分汽车材料生产单位,一方面需要增加产能以应对快速增长的汽车市场需求,另一方面还需要与环保部门和科研机关合作,积极参与到环保新型材料的研究工作中。汽车生产制造单位同样参与到汽车材料的研发生产环节,积极参与并组织管理新型替代材料,实现高强度、轻质汽车生产特性,致力于实现汽车车身零部件各方面轻量化,努力维持钢材料在汽车生产市场中的主导地位。通过整合多样化的问题解决方案,推动先进高强度钢材料、压力硬化钢材料的应用,可以极大地减轻车身重量,并达到降低能耗的效果。

二、我国汽车材料未来发展趋势

(一)复合材料

复合主要指的是两种和两种以上不同介质相互结合,发挥出各自优势的材料应用类型。在未来的发展中,这种材料应用模式会逐渐成为提高汽车材料综合性特征,扩大材料应用范围的主要模式,有效地规避了单一材料存在的缺点问题,极大地发挥出不同材料的优势特征,实现了材料的综合利用[2]。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如,利用符合材料异性特征,实现符合材料中更高层次设计性能,能够合理有效使用各类单性材料功能,使材料能够拥有高比强度与高比性能。此外,在完成充分设计之后,不同材料之间可以产生复合效应,发挥出不同材料组织功能。

国内汽车生产制造领域,越来越多的汽车生产厂开始使用环氧符合材料,例如,福特汽车生产中,将原本的汽车发动机盖进行了更改,使用模塑件,实现了原本多个金属构件的整合。在今后发展中,国内汽车生产领域轻量化要求会逐渐提高,先进的汽车产业化玻璃钢材料生产技术已经成为了影响汽车品质的关键。而且,钢材料还会成为我国汽车材料的重要研究对象之一,环氧复合材料在未来汽车材料生产研发道路上必将起到重要作用。

(二)高强度钢材

国内汽车材料生产治疗领域对于材料轻质性要求不断提高,推动钢铁行业将研发重点转移到了高强度钢材料方面,经过不断尝试和努力,部分单位已经研发出了不同强度钢材料,比如,高强度钢材料和超强度钢材料等。目前,汽车生产种对于高强度钢材料的使用主要体现在板材与管材两个部分,这两种材料可以应用到汽车车身零部件生产和使用中,而且对于加快其他高强度钢设计和研究也有重要意义。高强度钢在汽车车身、其他零部件方面应用研究的加强,对于汽车生产整体性有积极影响。

另外,从合金化材料层面进行分析,能够得出加强对Nb、B、Vi和V等微量元素的使用,能使合金逐步向低合金化方向发展,碳钢化也能由此得到提升。为了最大限度提高汽车材料生产能力和汽车生产效率,世界各国都已经开展了钢冶炼技术和生产设备的研究,这种方法能够确保汽车轴承钢、弹簧钢等材料不仅具有较高的稳定性,还能体现出高精度效果,改善汽车生产制造品质。

(三)多材料组合

以高强度钢为主体的多种不同材料轻量化组合已经成为了汽车材料的重点发展方向,以美国为代表的全球汽车生产大国在车展中就已经纷纷展示了自己生产的新产品和运用的新技术。新技术代表了全球汽车材料和制造工业未来的发展趋势。例如,在某车展中,各车企相机推出和投入研发更加轻便的车身与零部件,虽然传统汽车材料仍旧占据主流,高强度钢材也得到广泛应用,但是同时以铝合金、碳纤维和镁合金等轻量化材料为代表的新型材料应用变得更加明显。多材料组合轻量化结构、与材料匹配的生产模式已经成为了汽车材料未来发展的主要方向。以福特F-150为代表的美国最畅销车型为例,该汽车使用了高强度车架,但是车身大面积使用了轻量铝合金材料,使得每辆车的重量比原本降低了700磅,燃料的燃烧性能和车辆的行驶性能也得到了大幅度提升。

根据全国铝业协会的有关数据报告显示,汽车总体质量每降低1%,车辆行驶期间的对于燃油的需求量和消耗量会相应减少7%左右。所以,国内汽车材料生产未来发展中,要更加倾向于生产制造具有环保节约特征的材料,最大限度地减少汽车排放,提高汽车生产水平的同时,为我国可持续发展战略和生态环境保护工作提供积极助力。比如,铝合金材料具有低密度和高强度的特性,在未来汽车生产制造领域有广阔的发展前景。就当前汽车的生产来看,汽车制造工作中的车轮部分是铝合金材料使用最多的部分。铝合金材质车轮在全球汽车生产中的使用率已经远远超过了传统钢材料,占比达到了40%。并且,铝合金凭借着其本身节能、质轻、散热速度快、抗腐蚀性强、荷载能力大的优势特征,已经逐渐取代传统钢制材料车轮,成为了新型汽车车轮生产的主要材料。

总结:综上所述,不同性质、不同性能的材料对于汽车发挥出其稳定性和节能性都有十分重要的影响。在了解了当前国内汽车材料的应用现状后,可以为未来汽车材料应用前景进行判断,借助我国汽车行业完整的工作体系,加强材料自主研发技术创新,提高生产能力,提升发展水平。

参考文献:

[1]刘淑芳.我国汽车材料的应用及未来发展趋势[J].科技风,2020(01):20.

[2]潘美玲.我国汽车材料的应用及未来发展趋势探讨[J].南方农机,2019,50(24):33.

论文作者:张梅

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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