鋁質(zhì)車身組件將不再僅是高檔車的專利

從理論上講，使用鋁材是減少車輛重量的最佳方式，由此能夠提高車輛性能與降低排放。鋁制板材已經(jīng)不再局限干僅是一種特殊的產(chǎn)品，而是現(xiàn)代高科技下汽車制造商們首選的原材料。

　　但在現(xiàn)實中，由于鋁的造價昂貴以及材料的特殊性，使你在權(quán)衡其利弊之前不得不重新考慮你的設(shè)計與制造工作。愈加嚴厲的排放法規(guī)使得我們研制輕型車身組件的做法越發(fā)顯得有價值，但迄今為止，在某些領(lǐng)域，其進展依然比較緩慢。

　　在歐洲，大約有15%左右的引擎罩采用鋁制材料，而只有1%的客車車門與車身前部結(jié)構(gòu)采用鋁制材料。原因或許有許多，但是，鋁材的加工工藝缺陷是一個主要的因素。

　　車身前部部件采用鋁鎂合金可以提高結(jié)構(gòu)所需的強度，但在加工處理中，過去卻往往限制了鎂的耐腐蝕性，這仍是不太理想。

　　鋁錠表面覆層有著兩種不同的合金，它們通過銅焊或釬焊的方式結(jié)合，然后將兩種合金在兩種覆層之間輥壓接合成像三明治一樣的中心層。在加工過程中，會使板材之間出現(xiàn)氧化物，由此導(dǎo)致皮層滑脫，影響連接。

　　可以采用此種方式連接的材料的種類畢竟是有限的，并且這樣做會導(dǎo)致成本的提高—考慮到滾動時邊緣容易變薄的實際狀況，覆層不得不加厚，而超過所需厚度。

　　盡管這樣，覆層工藝不再是唯一的選擇。美國NoveIis公司，即過去的加拿大鋁業(yè)分公司，已經(jīng)發(fā)明出一種新的鑄造工藝，使得這種含多種合金的鋁錠能夠滿足汽車制造商的要求。他們稱這種處理工藝為“熔合”工藝，其最早于2006年年初被美國引進，用于熱傳導(dǎo)產(chǎn)品中板金材料的加工。

　　該公司在瑞士Sierre新開了一個分工廠，以便將這種技術(shù)在歐洲推廣。類似的舉動在亞洲也已展開，在韓國與馬來西亞也開設(shè)了此類分工廠。

　　“采用“熔合”鑄造技術(shù)，我們可以研發(fā)出能提高現(xiàn)有的應(yīng)用設(shè)備的材料性能的板材”。NoveIIs公司歐洲區(qū)總裁Arnaud de Weert指出:“多元合金板材可以克服單一合金板材由于在中間性能與表面特性之間脫節(jié)而造成的缺陷，由此，我們還可以開拓出其新的用途。”

　　這項技術(shù)是建立在傳統(tǒng)的連鑄工藝的基礎(chǔ)之上的，不過，設(shè)備上附加了一個二級艙室，以散除其熱量。對于高熔點的合金，首先對其進行鑄造，然后加入第二種合金;若有必要的話，加入第三種合金，其目的是確保金屬在凝固過程中保持必需的熱力與機械狀態(tài)。為達到此目的，NoveIis公司采用了一套流量與金屬熔液面?zhèn)鞲衅鳎�以控制液態(tài)金屬的流量的大小以及冷卻液流量的大小。

　　結(jié)果，出來的鋁錠不含氧化物，在金屬層之間的交界面處，也具有不同的材料屬性。通過壓型工藝加大覆蓋層金屬的厚度的方式，就可以補償滾軋?zhí)幚頃r導(dǎo)致的邊沿變薄，也就意味著熔合做到了材料均質(zhì)的可能性。

　　多元合金鋁錠被滾轉(zhuǎn)輸送到傳統(tǒng)的軋鋼機中，然后，被軋成客戶所需厚度的板材。在板材加工車間，它們被編號或者深加工做成部件與面板。

　　“合金中的各個金屬層，在同一時刻被鑄造成單一的鋁錠，由此，在金屬層之間生成一種完美的冶金結(jié)合物，近乎完美無缺”，de Weert如是稱。多元合金鋁錠可以像傳統(tǒng)的鋁制板材一樣被熱軋和冷軋。

　　首先，在處理復(fù)合鋁板時，會用熔合技術(shù)來替代傳統(tǒng)的輥壓接合技術(shù)。不過，Novelis公司正在開發(fā)更新的汽車工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)。

　　“鋁材在車身中的應(yīng)用，經(jīng)常被一些具體技術(shù)難題阻撓”，Novelis公司指出:“這可能是因為其與新型號的高強度鋼相比，其剛度不夠，而與可深度沖壓的材料相比，其可塑性不好，而‘熔合’鑄造工藝可以使鋁材克服這些缺點。”

　　“熔合”鑄造工藝可以將一種高強度的核心材料與一種塑性好的表層材料結(jié)合在一起，這樣，就克服了高強度的鋁材在小半徑折彎造成的卷邊問題。同傳統(tǒng)的轎車合金車身相比，它使將板材的厚度減少14%以上成為可能，也意味著更多的汽車發(fā)動機艙蓋與車門可以采用鋁制材料。

　　該項成果也可以用來裁剪鋁制板材，使其正好符合用戶個人的要求。中心合金具有足夠的強度或可塑性，但是，抗腐蝕性能不足，不妨混合一種表面保護合金。

　　此時此刻，Novelis公司的客戶主要被限制在豪華車型上。例如，沃爾沃、奧迪和寶馬公司則使用了鋁合金制造發(fā)動機罩、車門、行李箱蓋以及車身，但大排量車型還沒有采用鋁制板材部件。

　　Novelis聲稱，這種格局會被改變的，但是，公司必須首先指導(dǎo)汽車制造商如何加工這種材料并從中切實受益。Novelis公司已經(jīng)在與兩個歐洲汽車制造商進行合作，考慮可將奧迪也納入其范圍，以加快技術(shù)開發(fā)的步伐。這種技術(shù)邁向市場一般需要5年時間，但是，Novelis公司希望取得更快的進展，以將這一技術(shù)更快地應(yīng)用于它的一系列產(chǎn)品上。

　　由于排放法規(guī)的要求越來越高，以及汽車駕駛員輔助系統(tǒng)數(shù)量的增加，必須采取措施減輕車體重量。僅對車門而言，如果將鋼材換成鋁材的話，就可以將一臺標準的四門轎車的車重降低30千克。依靠鋁的深度沖壓，更換金屬的成本很可能會大幅降低。