摘要:随着轻量化逐渐成为汽车制造业的发展方向,采用轻量化的材料和工艺不仅能提高汽车的安全性能,也能减轻城市道路的压力。汽车轻量化的目标需要通过采用轻量化的材料以及先进的制造工艺来实现。本文将探究汽车轻量化材料及制造工艺研究现状。
1 轻量化材料的应用
1.1铝合金材料
铝合金是一种质量较轻的材料,在汽车制造业中的应用非常广泛。这种材料具有较强的导热性和抗腐蚀性,但是其强度与钢材相比有很大差距。需要采用一些技术对其性能进行改造,以提高铝合金材料的强度。在实际应用中,铝合金材料能够吸收汽车碰撞产生的能量,提高汽车的安全性能。在现阶段的汽车制造中,应用的铝合金材料主要包括铸造铝合金以及变形铝合金两种,其中铸造铝合金的应用更广泛一些,主要在汽车发动过机的钢盖及缸体制造中应用,变形铝合金则主要应用在车身覆盖的加工中。另外,在当前的汽车零件制造中,泡沫铝以及铝基复合材料也在研究与探索中。另外,在应用铝合金类的轻型材料过程中还应做好焊接工作。
1.2高强度材料
在汽车制造过程中,钢材是应用最广泛的材料,这是因为钢材具有很高的强度。在同等强度的条件下,应用高强度材料可以减轻钢板的厚度,从整体上减轻汽车的重量。在应用的过程中,要以屈服强度的差异为依据,将钢材分成不同的类型,包括超强度钢、高强度钢以及低强度钢。强度小于201 MPa的钢材属于低强度钢材,强度在201~550 MPa之间的属于高强度钢材;强度大于550 MPa的属于超强度钢材。高强度钢材的应用广泛,但是存在焊接性能较差,给制造工作带来了一定的难度。
1.3塑料以及其他复合材料
在汽车制造中,塑料材料的应用有很多限制,主要应用于非金属汽车部件的制造中。这类材料具有成本低、抗腐蚀性强、质量轻等特点。除了保障汽车制造的质量需求以及经济性需求外,还能起到一定的美化作用。主要应用在内饰件以及外饰件制造中,如挡泥板、仪表盘等部件。就我国当前的汽车生产情况而言,非金属材料应用极少,且多应用于汽车的非关键部位。
2 轻量化制造工艺
2.1激光拼焊工艺
在现代汽车制造业中,汽车结构通常都采用钢制结构,使用激光拼焊板方式制造。这种方式在车身制造中应用最为广泛,也是较先进的制造技术。在制造的过程中,采用激光焊接技术将不同厚度、强度的材料焊接成一个完整的零件,这种零件的强度比较大,能够满足汽车在安全性能上的需求。融合之后,要对零件进行整体冲压,使零件固定成型。应用激光拼焊技术能够最大限度的发挥材料的性能,减轻汽车的整体重量,有效的减少材料的消耗,提高材料利用效率。但这种技术在当前的应用中仍然存在一些问题。与普通板材相比,激光拼焊板的母材性能、焊缝、尺寸等存在一定的差异,无法及时、准确的预控起皱、破裂等问题,需要构建合适的激光拼焊冲压模板,激光拼焊技术的应用才能发挥最好的效果,这是发展过程中需要解决的问题。
2.2热形成工艺
在汽车部件制造的过程中,要对热冲压高强钢板材料进行加热处理,使其温度满足奥氏体结晶的需求。经过一段时间之后,奥氏体会逐渐保持均匀的状态,然后迅速放入冷却模板中,通过保压以及快速冷却等方法,让奥氏体转化成板条状的马氏体,改变其结构,提高材料的强度。通常情况下,热成型包含直接成型与间接成型两种方式。直接成型是指在制造的过程中,对板材进行快速的冲压,在构造简单的汽车零件生产中常常应用此工艺。间接成型技术是在加热板材之前,先进行预成型处理,将材料放在冷却模具中,快速的冲压,这种工艺主要应用在结构复杂、组合构建板块较多、形变也比较大的零件加工中。
3 结束语
综上所述,时代的发展促进了汽车产业的不断进步,汽车制造的轻量化技术也在不断成熟。在发展的过程中,需要加大资金投入,开发新型轻量化材料技术,解决轻量化过程中的技术难题,并结合绿色节能及信息化技术,促进汽车轻量化的发展。