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汽 车 与 铝
2005年汽车行业铝需求将达140万吨
中国汽车工业协会在近日召开的“
2003年中国国际铝业研讨会”上公布的数据显示,2005年汽车行业铝的总需求量将达到140万吨。
中国汽车工业经过五十年的发展,已经形成年产超过
400万辆汽车、1300万辆摩托车、240亿美元零部件产值的生产能力。
截止到
2002年年底,累计生产汽车325.12万辆,同比增长38.49%。
今年以来,在我国国民经济遭受“非典”严重影响的不利形势下,汽车工业依然保持了良好的运行态势。今年前三季度,全国汽车累计生产
319.89万辆,同比增长35.77%。
若各类型汽车铝合金平均用量以
115kg/辆的标准计算,2002年汽车行业铝合金OEM用量大约为40万吨左右;预计,2003年汽车行业铝合金OEM用量大约50万吨左右;如果考虑售后市场、出口市场需求,年用量接近100万吨左右。
预计到
2005年汽车行业铝的总需求量将达到140万吨左右;2010年可望达到250万吨左右。
未来
10年全球汽车对铝消费将大幅增加
据德国铝材公司最近发表的报告预测,未来
10年全球汽车对铝的需求将增长81 % ,从2000年的需求量580万吨增加到2010年的1050万吨。其中,汽车引擎对铝的需求量将增长50 %,车架用铝将增长25 %,底盘和悬挂支撑装置对铝的需求量将增长20 %。报告指出1999年全球汽车平均每辆用铝量为100公斤,到2009年北美地区每辆汽车平均用铝150公斤,略高于欧洲汽车的平均用铝量。全球汽车用铝量之所以会大幅增加,是由于汽车轻型化已成为世界汽车发展的趋势。汽车轻型化有利于节能和环保,而轻金属铝是汽车轻型化的首选材料。
铝合金车体将渐成主流
记得以前德国奥迪车厂开始在
A8车款上推展铝合金车壳的时候,好像只有它“千山我独行”,其他车厂都不看好,为什么经过近十年后的今天,却有愈来愈多的车厂也加入行列?
铝合金的加工方法有许多地方与钢铁材质不同
讲得简单一点,先知先觉者肯定会比较寂寞,不过,在竞争激烈的商业世界,却通常更要讲究
Timing,也就是时机的掌握。早进入新科技领域的,需要面对一大堆的未知数,像是科技的研发的时程、费用、门槛的高低、商业化的规模、以及市场的反应等等,这些都考验着第一个跳入的Front Runner。
如果研发成功,技术有可获得专利,商业化的过程也顺利,那率先投入的,不但可以有好几年的时间独享利益,而且舍下技术门槛之后,别人也得在后头苦苦追赶好几年!反之,如果研发不顺,不但花钱甚巨,时间也可能等于浪费。如此一来,在这期间不但公司的营运状况堪虞,而且造成的士气打击、甚至人心涣散种种可怕的后果都是相当高的风险。除此之外,在自由经济市场,如果不能获得专利保护,那即使新技术研发成功,很多
Know How也都可以藉由挖角的动作获得,不当第一个的,很可能既省时又更省钱。
铝合金车壳在可预见的未来,将会愈来愈普及,其幕后主要的推手,乃是世界各先进国家交通与环保法规的愈来愈严苛。在这个前提下,车厂所推出的新车,必须性能更棒、操控更好、引擎出力更大。但车子却也要更安全、更省油,这种“又要马儿好、又要马儿不吃草”的严苛要求,逼使车厂要拿出更多的新科技来才能应付。就现有的科技而言,减轻车子的重量,是达成上述诸多目的的最好办法,而要车子减重却又不能将低安全标准,增加铝合金的使用,就是眼前技术日臻成熟、却又不必增加太多花费的方便法门。
Jaguar全新大改款的XJ换上铝合金车壳之后,操控性之灵巧与敏捷直追跑车。
铝合金用于对重量斤斤计较的航空工业早就行之有年,为何不能更早一些普及于汽车工业呢?道理有几个,第一:铝合金缺乏等同于钢铁的强度和韧性,飞机飞行于空气中,无须如汽车般需要通过撞击测试,因此用于飞机可以。而用于地面跑,必须面临严重碰撞后还要维护乘客安全的汽车则不行。第二:汽车因为比较有机会碰碰撞撞,因此车体钣件也常要敲敲打打、钣金考漆;而铝合金的金属特性却不像钢铁般有充分的韧性、延展性可供敲敲打打,因此也不太适合拿来作汽车的车壳。第三:铝合金钣件彼此之间的结合也需要特殊技术,不像钢铁板件很容易焊接,因此作业工时长、作业成本也高,这在售价高昂的飞机无所谓,但在竞争激烈的汽车业,那就等于先让自己的起跑点自动落后了!
所以,当年奥迪车厂的勇气的确是直得嘉许的,而从当年铝合金车体只运用在旗舰
A8车上,也说明了只有高价位的豪华车款可以承担铝合金车壳的高成本,因为这一级的车子要转嫁成本给终端客户也相对地比较容易。后来奥迪车厂为什么也将铝合金车体用于迷你车A2呢?那是因为经过多年的操作,制造铝合金车壳的技术已经逐渐成熟了,以往最不容易过关的铝合金加热强化程序,到了A2阶段已经很有把握了,因此才可以把单价较高的铝合金车体用在A2这种小车上。
铝合金的好处是质轻,但要达成如钢铁一般的韧性与强度,需要经过加热处理,以往技术还不成熟的时候,经过处理的车体还需再测试以确认能否符合撞击测试所需的强度要求,一旦未能通过这具铝合金车体就算失败了,只能丢入镕炉之中再化为原料!这样的不确定因素不但让制造成本陡增,而且不容易提高的产品优良率也是产能不能快速提高的另一个头痛问题。
除此之外,铝合金由于其金属特性不比钢铁般容易冲压,因此要制成车体钣件就有很多技术要克服,以往用钢铁可以一次冲压完成的钣件,改用铝合金之后却可能要分成数个部件,再用其他的技术结合起来;这样的制作程序在汽车制造的时候,或许手续繁杂、或许成本增加,但总还不是问题;可是,如果场景一换,变成是车子因为事故意外而有所损毁时,那维修可就不像新车制造那么简单了,这时候不但需要特殊的技术、更需要特殊的配备,有些车体部位更是只能更换、不能用传统方法钣金,这就造成了很多的不便。这就是为什么铝合金车体拖了很久一直不容易在汽车工业里形成主流的原因。现在则由于法规的趋势,在其他技术还未有重大突破的时候,相对渐趋成熟的铝合金车体技术就被拿来先派上用场了!
铝合金在汽车行业应用的前景美好
铝合金的优良特性以及节能、环保、安全的三大汽车技术发展主题确定了铝在汽车行业应用的美好前景,特别是以宝马、奔驰、卡迪拉克等品牌为代表的高档轿车的引进,为铝合金的应用提供了新的市场。
在近期和不久的将来,汽车工业将加快对钢制产品的替代工作,并渴望在如下方面取得进展:
1、全铝车身,包括美国福特、通用、日本本田、德国奥迪的概念车车身已经大量采用铝合金,与钢结构相比,重量减轻40%以上;2、底盘结构件及支架和悬挂类零部件;3、储气罐,后保险杠;4、新材料的开发,为铝合金应用领域的扩展提供了可能。
如德国开发成功的泡沫铝材
AFS(aluminumfoamsandwich)具有高的刚度/重量和强度/重量之比,能够有效吸收冲击能,具有防震防噪音、易于回收等特点,在车门立柱,保险杠,门侧防撞杆、前防撞梁、军车上的防爆板、轿车发动机零部件等方面拥有极强的应用前景;5、铝镁合金、铝钛合金在汽车车轮、电器件、内饰件等方面的应用也正在逐步扩大。
铝合金材料在汽车领域应用中存在的主要问题
1、价格因素 制约铝合金在汽车上大量应用的主要原因之一是其价格比钢铁高。价格/重量比虽然合理,但仍然导致整车成本增加。要促进铝在汽车上的大量应用,铝工业必须再降低材料成本。
2、回收再生管理和技术水平差 虽然铝板、铝挤压型材、铝铸件均可回收重熔,但都是小作坊为主,品质很差,使用受限制。生产汽车结构件还必须购买初生原铝锭。建议铝行业应重视回收再生工作,提高资源利用率,降低成本。
3、铝与其他金属的联接技术 目前,汽车行业已经积累了一些铝板与钢板冲压件的联接经验,但对与铝铸件的联接,知之甚少。今后发展的多材料结构轿车,会要求联接两种不同类型的材料(如铸铁-铝,钢-铝,铝-镁等,铝-非金属),对这些联接技术和防腐蚀技术的研究,是今后扩大铝在汽车上应用的重要课题。
美铝真空压铸技术促进美洲虎
XJ豪华轿车轻量化
美洲虎
XJ
豪华轿车成为美铝真空压铸技术(
VDC
)的首位获益者,至今为至,美洲虎
XJ
豪华轿车的底盘已经安装了
7
个真空压铸的铝制零件。
今年年初下线的美洲虎
XJ
轿车,在车体和车门处总共用到了
11
个
VDC
零件和湿型铸造的铝铸件,单片式的结构使该车的驾驶和操纵性能大为改善。
由美铝设计制造的前减震器采用独特的几何形状,每件重
4.35
公斤,重量比先前的铸钢零件轻
30%
,并且零件强度进一步提高。底盘中的
7
个真空压铸铝部件包括:重量仅为
1
公斤的中央驱动轴支架、两个垫座支架、两个重量为
2.3
公斤的后减震器等零部件。
美洲虎
XJ
豪华轿车所需真空压铸零件由美铝在德国
Soest
的工厂直接供货,而湿型铸造的零件则由美铝位于英格兰
Leyland
的铸造中心生产。
轻量化与高强度相结合使美洲虎确立了动力强劲、操纵灵敏、平稳舒适的盛名。
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