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摘要：随着科技的不断进步人们也开始不断追求高品质生活，于是乎高性能汽车的开发和研究也逐步开展，其中汽车轻量化是全世界汽车工业发展的一项重要课题。铝合金材料运用在汽车上，在一定意义上缓解了我国矿产短缺、环境污染严重，汽车造价及运输成本高等问题。本文对铝合金在现代汽车生产中的运用现状及其研发进展，和外来可能的发展趋势进行综述。
关键词：铝合金；现代汽车；轻量化
随着社会的发展，科技不断进步，人们越来越追求高品质生活，汽车这个现代化物流以及交通工具，在寻常人家中得到普及，汽车年产量也逐年递增。汽车保有量稳定上升，民用汽车在为我们出行带来便捷舒适的同时也带来了一系列不可逆转的环境问题。秉持着走可持续发展的路线，铝合金在汽车轻量化中的运用研究势必为接下来的汽车发展提供一条可行性发展路线，并且为整个汽车制造业带来一场新的变革。
1汽车用铝合金
从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车到现在的特斯拉纯电动车，从最初18km/h的时速到现在帕加尼风之子百米加速不过3秒出头。在过去的一百年时间里，汽车工业正以迅雷不及掩耳之势飞速发展。而铝作为重要的金属材料在汽车制造中得到广泛运用。汽车用铝可分为两大部分： 铝合金和铝基复合材料。
1.1铝和铝合金材料用于汽车制造业中的发展优势
铝合金材料具有高强度，耐腐蚀，延展性强，且相较于生铁或不锈钢材料更易成型不易生锈，可再生利用等优点，在我们日常生活中广泛得到广泛运用。铝也是在汽车生产中使用频率相对较高的金属材料之一。
汽车轻量化一直是汽车制造工程师不容忽视的环节，而使用轻量化材料是实现汽车轻量化的重要途径，铝及其合金是现阶段应用相对较多的轻量化材料，在过去的几十年里，铝在汽车上的用量和在汽车材料构成比中所占份额都有明显的增加。欧美资本主义国家对于汽车的研究相对成熟且历史悠久，世界第一台全铝车身量产车型——HONDA NSX本田ACURA美国工厂在1990年8月制造的一款跑车，在保证车身强度和钢制车身无差异，汽车性能优化的情况下，自重相较于原始钢制设计轻了200kg。
铝的密度是2.9*10^3kg/m³而铁的密度为：7.9*10^3kg/m³。但同等体积的铝合金和钢铁的强度相差无几，与此同时铝合金导热性能好易于发动机散热。相较于其他复合材料，铝合金高可塑性易于车身整车设计，耐腐蚀性强不需要加额外的防锈漆，原材料铝合金的回收利用率高。
使用铝合金在现代汽车制造中的优势
（1）汽车轻量化减轻汽车的自重，在某种程度上，提高了燃油效率从而降低汽车起步时的油耗。
（2）汽车铝合金零部件可回收再利用
（3）因为铝具有良好的可塑性，车身可以一体成型，提高整车装配率。
1.2 变形铝及其运用
变形铝合金是通过冲压、弯曲、轧、挤压等工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。熔融法制定，再经受金属塑性变形加工，制成各种形态的铝合金。有热处理可强化铝合金：包括硬铝合金、超硬铝合金、锻造铝合金；还有热处理不可强化的铝合金。
变形铝合金和传统的钢铁铸件相比其强度和硬度有了很大提升，且具有良好的延展性，可以制作成不同的造型以及汽车零部件，主要用于汽车的面板、散热系统、车身框架结构以及外部装饰件......常用于车身的变形铝合金主要有2000 系列 （Al-Cu-Mg）、5000 系列（Al-Mg）和6000系列（Al-Mg-Si）,7000系(Al-Zn-Mg)。前三个系列主要用于汽车车身板材材料。
1.3 铝基复合材料及其运用
铝基复合材料是以铝及其合金作为金属基复合材料的基体，加入连续纤维；短纤维；球形纤维或是不规则颗粒提高材料的性能，其主要优势在于强大生命力；低密度；良好的稳定性，高强度；耐磨抗疲劳；韧性强不易断裂等特点。铝基复合材料因其特殊性质广泛运用于在汽车刹车系统元件和驱动轴、摇臂等零件上。铝合金在汽车加工材料中的比重越来越大，因为其优良的可塑性，低密度，高强度等特点，在汽车制造中扮演着不可获取的角色，未来可期。
2现代汽车轻量化
2.1 汽车轻量化能够有效节约油耗和减少排量
降低汽车质量在某种意义上而言可以在一定程度上达到节能减排的目的。相关数据表明，车重和油耗在一定程度上成正比。这就是为什么越野车通常会比家用小汽车耗油高的原因之一，越野车自重大，百米耗油量也随之提高了很多。除了降低油耗外，汽车轻量化在一定程度上也提高了汽油的燃烧率，可以降低CO2的排放，以及氮化物，硫化物的排放。
2.2 汽车轻量化能够提高汽车的行驶性能以及安全性能
在条件允许的范围内替换质量相对较轻的合金材料可以减轻汽车的质量，可以提高汽车在行驶中的行驶动力和自动系统的灵敏度。除此之外，在一定意义上降低了汽车的动力传感系统因为自重所承受的负荷，使得汽车在低牵引力下仍然可以制动前进。如普通家用小轿车的加速时间从原来的10s提升至6s。除此之外，因为自重的降低，惯性也相对较小，遇到紧急情况时，脚踩刹车也容易制动。且铝合金具有良好散热功能，发动机不易因长期制动导致温度过高提前报废，延长了发动机的使用寿命。
3铝合金现代汽车中的发展存在的制约因素
虽然随着科技不断进步，造车业的技术不断娴熟，新型材料不断的兴起迭代，但是铝合金在汽车制造过程中仍然有举足轻重的地位。但和汽车钢板的用量相比，尚不能望其项背，加上其材料本身的特性导致铝合金在汽车制造发展中受制约：
(1)造成本相对较高：虽然西方国家已经开始批量生产6000系列的铝合金汽车覆盖板材，但是其市场价格相较于钢材覆盖板的8000元/t，高达38000元/t。刨去密度差异，单位成本的铝材的单价仍高于同等重量的钢材。这也使得铝材最早只能用于豪华轿车中，很难普及。
(2)由于铝比较脆且具有一定的可塑性，故其力学性质远低于钢材。由于铝本身的金属特性，导致选用铝材制造各种构件时，为了达到钢材的构件的同等效果。通常需要考虑加厚板材等，这样就很难达到当初的诉求。
(3)维修成本增加：铝合金车身因为其一体化构造，一旦遇到破损需要更换受损零部件甚至整车翻新，需要更专业的维修设备和技术加持，这在一定程度上也增加了维修成本。
结语
本着环境友好型社会，节能减排，一切设计以人为本的设计理念，提升汽车性能，舒适度，美观，耐用，轻量化，节约成本等综合因素考量。铝合金材料是汽车现代化和轻量化当之无愧的首选项。未来，汽车产业都将作为我国工业生产制造业中不可或缺的一环，不断的吸取现代技术完善自身，朝着以人为本的方向发展下去。为人类创造一个舒适，便捷，智能的出行环境。伴随着科技进步，经济发展，能源危机问题以及环境污染等问题也愈演愈烈，汽车的轻量化研究将成为未来汽车产能优化的重点发展方向。铝合金材料满足汽车轻量化设计的要求，且材质本身的优点很适合在汽车技术改良中使用，所以铝合金材料未来将在汽车制造中逐步取代钢材的位置，占据生产链的半壁江山。汽车产业的科技进步和技术变革在一定程度上也会产生一定的经济效益和社会贡献。
参考文献：
[1]徐应魁 铝合金材料在车辆轻量化中的应用 [J] 中国金属通报 2018
[2]郑 晖，赵曦雅 汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用 [J] 锻压技术 2016
[3]侯世忠 汽车用铝合金的研究与应用 [J] 铝加工 2019