汽车轻量化材料有哪些汽车轻量化材料有哪些

汽车轻量化材料有哪些(汽车轻量化材料有哪些?)

1.汽车轻量化[轻量化，DR3-EN107 Lighten the Load（軽量化/轻量化）永续魔法。]材料有哪些

汽车轻量化材料，是指一些汽车小部件可以用塑料来代替掉，让汽车向轻量化靠拢；现在很多汽车都开始尝试用免喷涂这种环保新型材料！鸿盛免喷涂材料是指在特定树脂中加入特殊的珠光粉或金属颜料等通过配套特殊相容技术改性直接注塑成型即可实现各种珠光、炫彩或金属的类似喷涂、UV罩光的外观效果的一种新型环保材料。

而免喷涂材料在汽车上的应用又分为外饰件和内饰件！

外饰件：高光免喷涂材料主要有PP、PMMA/ASA、PC和ASA，他们主要应用在汽车的控制面板、格栅、挡泥板等部件；金属光泽效果的免喷涂材料主要以PP、ABS、PC/ABS、PMMA、PA为主，应用于汽车保险杠、踏板、行李架等。

内饰件：装饰板、亮黑装饰、出风口格栅等。

2.汽车轻量化的材料

可用于汽车轻量化设计的金属材料：

车用材料主要通过汽车的轻量化来对燃料经济性改善作出贡献。理论分析和试验结果都表明，轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。为了适应汽车轻量化的要求，一些新材料应运而生并扩大了应用范围。

一、铝合金

汽车轻量化 铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。以美国生产的汽车产品为例，1976年每车用铝合金仅39kg,1982年达到62kg，而1998年则达到了100kg。

(1)铸造铝合金

许多种元素都可以作为铸造铝合金的合金元素，但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生产中具有重要意义。当然，在汽车上广泛应用的并不是上述简单的二元合金，而是多种元素同时添加以获得好的综合性能。

汽车工业是铝铸件的主要市场，例如日本，铝铸件的76%、铝压铸件[压铸件是一种压力铸造的零件，是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机，将加热为液态的铜、锌、铝或铝合金等金属浇入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出模具限制的形状和尺寸的铜、锌、铝零件或铝合金零件，这样的零件通常就被叫做压铸件。]的77%为汽车铸件。铝合金铸件主要应用于发动机[发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。]气缸体、气缸盖[气缸盖的作用是密封气缸，与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气的作用。]、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、把手及罩盖壳体类零件等。

铝铸件中不可避免地存在缺陷，压铸件还不能热处理，因此在用铝合金来生产要求较高强度铸件时受到限制。为此在铸件生产工艺上作了改进，铸造锻造法和半固态成型法将是未来较多用的工艺。

(2)变形铝合金

变形铝合金指铝合金板带材、挤压型材和锻造材，在汽车上主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车轮、装饰件和悬架系统零件等。

(3) 铝基复合材料[复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。]

铝基复合材料密度低、比强度和比模量高、抗热疲劳性能好，但在汽车上的应用受到价格及生产质量控制等方面的制约，还没有形成很大的规模。目前，铝基复合材料在连杆、活塞、气缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验或使用显示出了卓越的性能，如本田公司开发成功的由不？钢丝增强的铝基复合材料连杆比钢制连杆降重30%，对1.2L的汽油发动机可提高燃料经济性5%；采用激冷铝合金粉末与SiC粉末（重量百分数2%）混合并挤压成棒材，用此棒材经锻造成型的活塞因强度高可降重20%，发动机功率大幅度提高；用铝基复合材料强化活塞头部而取消第一道环槽的奥氏体铸铁镶块可降重20%；铝基复合材料制动盘比铸铁制动盘降重50%。

二、镁合金[镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。]

镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，很适合制造汽车零件。

镁合金大部分以压铸件的形式在汽车上应用，镁压铸件的生产效率比铝高30%~50%。新开发的无孔压铸法（Pore Free Diecast）可生产出没有气孔且可热处理的镁压铸件。

镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋。在汽车上试用或应用镁合金的实例还有离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速箱壳体、发动机悬置、气缸盖和气缸盖罩盖等。与传统的锌制转向柱上支架相比，镁制件降重65%；与传统的钢制转向轮芯相比，镁制件降重45%；与全铝气缸盖相比，镁制件降重30%；与传统的钢制冲压焊接结构制动踏板支架相比，整体的镁铸件降重40%，同时其刚性也得以改善。

镁基复合材料的研究也有进展，以SiC颗粒为增强体，采用液态搅拌技术得到的镁基复合材料具有很好的性能且生产成本较低。在AZ91合金中加入25%的SiC颗粒增强的复合材料比基体合金拉伸强度提高23%，屈服强度提高47%，弹性模量提高72%。

三、钛合金[钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。]

钛的密度为4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。由于钛的价格昂贵，至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。尽管如此，对钛合金在汽车上应用的试验研究工作却不少。例如用α+β系钛合金制造的发动机连杆，强度相当于45钢调质的水平，而重量可以降低30%；β系钛合金（Ti-13V-11Cr-3Al等）经强冷加工和时效处理，强度可达2000MPa，可用来制造悬架弹簧、气门弹簧和气门等，与拉伸强度为2100MPa的高强度钢相比，钛弹簧可降重20%。

钛合金应用的最大阻力来自其高价格，丰田**研究所开发了一种成本较低的钛基复合材料。该复合材料以Ti-6Al-4V合金为基体，以TiB为增强体，用粉末冶金法生产，已在发动机连杆上应用。

3.汽车轻量化需要什么材料

碳纤维[碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。]复合材料是汽车轻量化最优材料。

碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等材料通过一定比例混合，经过一系列固化处理得到的具有优异性能的新型材料。这种材料应用在汽车领域具有传统金属材料无法比拟的优点。

优势：

强度高，碳纤维复合材料的机械性能优于金属材料。其抗拉强度时普通钢材的4-5倍，刚度是普通钢材的3-4倍。人们越来越注重汽车的安全性[安全性（security）为防止把计算机内的机密文件泄露给无关的用户，必须采取某种安全保密措施，这些措施的有效程序如何就称为计算机系统的安全性或保密性。]，在“德系车与日系车谁能安全”“铁皮厚与薄谁更安全”等问题上，汽车爱好者已讨论多年，表面上是争个谁对谁错，但实质上反映的事人们对于汽车安全性的看重。这样一种高强度的材料应用到车身上，汽车的安全性会大大增加。

质量轻，碳纤维复合材料在有着优良机械性能的同时，又有着超轻的质量。人们传统意识中的“越结实就肯定越重”的观念被彻底颠覆。在比普通钢材强度高上数倍的同时，它的质量仅为钢材的数分之一。在越来越注重环境保护，越来越注重汽车燃油经济性的今天，轻车身已经成为汽车发展的趋势，碳纤维复合材料还有耐腐蚀，易于造型等优点，上述这些优点让碳纤维复合材料成为车身制造的绝佳材料。

4.汽车轻量化材料上市公司有哪些

汽车轻量化是在保证汽车功能（包括：被动安全的碰撞性能；与汽车振动和行驶稳定性相关的车身刚度；与汽车运动声学和舒适性相关的NVH 特性等；与汽车使用期限和寿命相关的振动稳定性）的前提下，汽车自重量的下降。汽车轻量化设计要求采用高强度轻量化材料选择和应用的欲望和需求。汽车轻量化设计和轻量化的概念应从以下三个方面来阐明：首先是对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能不变；现有功能尚不能全部满足要求的汽车，轻量化设计室完善功能而保持汽车重量不变；再次是汽车轻量化设计既要提高改进性能，同时也使汽车减重。构成汽车的主要材料中，钢、塑料、铝合金、镁合金这四种基本的材料是汽车轻量化材料的首选。

铝合金材料将成为汽车轻量化的首选材料

铝合金的密度只有2.68g/cm3，仅为钢的30%，在等弯曲刚度的条件下，铝对钢的厚度比是1.43，在等弯曲刚度的条件下，铝的减重的潜力是49%，在等弯曲强度的情况下，铝对钢减重的潜力是3%。根据Alcoa 的数据，汽车中典型的铝质零件的一次减重效果可达30%~40%，二次减重可进一步提高到50%；每使用1kg 铝，可使轿车寿命周期中减少20kg 的尾气排放；在发动机中用铝合金代替铸铁，其减重效果达50%，每应用1kg 铝，则可使轿车寿命周期中减少22kg 的CO2 排放量。

5.汽车材料轻量化,从哪儿发力

随着科技的进步，一些新技术、新材料逐渐应用到了汽车领域，并对汽车工业的发展产生了深远影响，其中碳纤维材料在汽车上的应用最为典型。

碳纤维给汽车制造带来的突出优势

一、轻量化

碳纤维应用于汽车后，给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化，最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言，车重减小10%，油耗降低6%~8%，排放降低5~6%, 0-100km/h加速性提升8-10%，制动距离缩短2~7m。

二、安全性

车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，这进一步保证了汽车的安全性。

三、舒适度

碳纤维复合材料具有更高的震动阻尼，轻合金需要9秒才能停止震动，碳纤维复合材料2秒就能停止，故碳纤维应用在汽车上，对于整车NVH（噪声、振动与声振粗糙度）的提升贡献同样很大，会大幅增强汽车行驶的舒适性。

四、可靠性

碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。

五、提升车身开发水平

由于碳纤维复合材料可设计性比金属强，因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。这样碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言，可以做到模块化、集成化，大大减少零件种类，减少工装投入，缩短开发周期。

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