輕質(zhì)材料應(yīng)用方面

圖11

圖片來源于AUTO．IFENG．COM

輕質(zhì)材料，在車身而言，主要指熱成形鋼、鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等，他們具體的應(yīng)用位置如圖11。

1

熱成形

圖12展示了B柱熱成形加強(qiáng)板的開發(fā)流程，在中國品牌企業(yè)里，超高強(qiáng)鋼熱沖壓的新技術(shù)在長安汽車率先于2011年實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。

圖12

圖片來源于長安－楊琴

目前，應(yīng)用熱成形技術(shù)，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的減重效果為10％－25％，以下兩個(gè)零件的減重效果較為顯著，如圖13所示。

圖13

圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所

長安汽車熱成形移動首次采用熱成形B柱加強(qiáng)板以來，熱成形零件的應(yīng)用已范圍已擴(kuò)大到10個(gè)零件。圖14展示了長安熱成形零件應(yīng)用與規(guī)劃情況。

圖14

圖片來源于長安－楊琴

2

鋁合金

鋁合金在長安汽車上的應(yīng)用已比較成熟，無論是從鋁機(jī)蓋、鋁防撞梁到鋁合金控制臂，還是鋁合金CCB、鋁電池包箱體。

圖15

數(shù)據(jù)來源于長安－鄧燕君

從幾個(gè)主機(jī)廠的數(shù)據(jù)來看，鋁合金機(jī)蓋的減重比率普遍為40％左右，是鋁合金輕量化效果最為顯著的表現(xiàn)。

圖16

數(shù)據(jù)來源于長安－鄧燕君

圖17

數(shù)據(jù)來源于長安－鄧燕君

圖18

數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展

鋁合金在汽車上的應(yīng)用還存在一些亟待解決的問題，特別是變形鋁合金的應(yīng)用。目前，壓鑄鋁合金在長安汽車上的實(shí)際應(yīng)用也較少。

3

鎂合金

長安汽車研究鎂合金在汽車中的應(yīng)用可以追溯至2001年，再到后來的“十五”和“十一五”。長安汽車前期的鎂合金研究成果如圖19所示。

圖19

數(shù)據(jù)來源于長安汽車

目前，鎂合金研究的重點(diǎn)在于大型復(fù)雜鎂合金壓鑄件（如鎂合金CCB）、鎂合金產(chǎn)品在復(fù)雜工況下的應(yīng)用嘗試（如鎂合金輪轂）以及變形鎂合金在汽車上的應(yīng)用探索（如鎂合金座盆）。如圖20所示為目前鎂合金研究的重點(diǎn)方方案。

圖20

數(shù)據(jù)來源于長安汽車

鎂合金CCB集成度高，減重可達(dá)50％，減震和尺寸穩(wěn)定性好，可有效控制儀表板總成異響，同時(shí)又沒有鋼質(zhì)CCB的焊接變形問題。

圖21

數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展

鎂合金輪轂采用邊緣澆注式真空壓鑄工藝，金屬液是先由邊緣扇形澆口進(jìn)入輪輞，然后沿輪輞和輪輻向上充填，把氣體一直往上趕，進(jìn)入輪輞上邊緣的溢流槽。

圖22

數(shù)據(jù)來源于長安汽車

圖23

數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展

鎂合金座盆采用鎂合金板材沖壓成形工藝，厚度為1．2mm，最終重量約為0．322kg，較鋼質(zhì)減重率為65．6％。座盆的開發(fā)技術(shù)路線如圖24。

圖24

圖片來源于長安汽車

除了上述的幾種較為復(fù)雜的產(chǎn)品外，鎂合金在汽車上研究與應(yīng)用還有變速箱殼體、鎂合金油底殼、鎂合金氣缸罩蓋等。另外，長安汽車已在車型上使用PP＋玻纖所制造的前端模塊，同時(shí)也在研究碳纖維等復(fù)合材料在汽車上應(yīng)用的可能性。

圖25

圖片來源于長安第二屆新技術(shù)展

先進(jìn)成形工藝方面

1

超高強(qiáng)鋼輥壓

高強(qiáng)鋼輥壓的研究方向是1180MPa及以上強(qiáng)度的馬氏體鋼的輥壓成型工藝。高強(qiáng)鋼輥壓門檻加強(qiáng)件的重量由原來的6．8kg降低至4．76kg，減重比率為30％。

圖26

圖片來源于長安汽車

2

液壓成形

原型車的副車架采用鋼管焊接的工藝，其重量為33．9kg。采用液壓成形工藝后，重量降低至24．4kg，減重比率為28％。

圖27

圖片來源于長安汽車

不看收益的輕量化都是耍流氓

長安汽車近十年累計(jì)銷售不少于365萬輛，其中逸動（7年7款）累計(jì)銷售77萬輛、CS75（5年5款）累計(jì)銷售75萬輛、CS35（7年5款）累計(jì)銷售72．5萬輛，如圖28。

圖28

數(shù)據(jù)來源于車主之家

總結(jié)

綜上，長安汽車在各條輕量化路徑上皆有建樹，不愧為輕量化實(shí)踐先鋒。但一些客觀的事實(shí)我們也不能忽略，汽車零部件由輕質(zhì)材料或先進(jìn)成形工藝制造，材料價(jià)格必然增加！類似真空壓鑄等成形工藝只掌握在少數(shù)供應(yīng)商手中，導(dǎo)致加工成本也比傳統(tǒng)的增加，進(jìn)而導(dǎo)致輕量化零部件的成本增加，為普通鋼材的1－3倍，因此很難批量應(yīng)用。

另外，對輕量化方案的成本一般核算都不太精準(zhǔn)，這對輕量化技術(shù)路線的選擇影響很大。在紐北看來，輕量化不僅是結(jié)構(gòu)、材料、工藝的系統(tǒng)工程，同時(shí)也是設(shè)計(jì)部門、驗(yàn)證部門、成本部門和制造部門的通力合作過程。

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