汽车工业与材料篇1
关键词：汽车；新材料技术；发展现状；建议
0前言
当前，我国汽车新材料技术发展现状不容乐观，汽车制造复杂，涉及较多的设计内容，对技术具有较高要求，而我国汽车新材料技术的发展却较为落后，在汽车制造方面，只能从事一些技术含量小的工作。如，零件制造、汽车组装等，对一些核心技术还难以掌握，严重影响了汽车制造业的发展，因此，对我国汽车新材料技术发展现状进行研究，提出有效的建议至关重要。
1我国汽车新材料技术发展现状
在汽车制造业的带动下，汽车新材料研发工作受到广泛的重视，早在十五期间，就将汽车新材料技术开发，镁合金技术开发等汽车项目列为国家高新技术项目，并相继开发出了轿车急需的汽车材料，促进了汽车材料的技术进步，但是当前，我国汽车新材料技术发展仍处于初步探索阶段，还存在较多问题，发展现状不容乐观。[1]我国汽车新材料技术发展现状主要体现在以下几点：第一，我国汽车工业整体水平仍处于落后阶段，与国外技术存在较大差距，目前，技术落后主要体现在以下几点：首先，材料技术研发处于无序状态，自主创新能力差，缺乏原创性，其次，缺少有效的科技创新体制，成果难以形成产业化，仍处于大学与科研结构研究阶段，最后，技术含量低，产品结构不合理，无法满足市场需求。第二，在汽车新材料技术研究过程中，只注重材料本身的开发，对设计技术、制造技术以及回收与再生技术并不重视，也未进行更加深入的研究，使得新材料难以应用。第三，生产规模小、生产率低，产品质量差，汽车专用材料数量少且杂，很难满足生产规模，不利于批量生产。第四，技术研究基础薄弱，缺乏新材料，致使材料技术标准较为混乱，使得行业数据缺乏。
2我国汽车新材料技术的主要发展方向
汽车新材料技术发展较快，未来的发展趋势较好，当前，汽车新材料技术的主要研究发展方向有三个，第一，高强度钢方向，高强度钢是发展的重点方向，需要投入大量的资金与精力，加大技术投入，为发展汽车工业提供新的材料，保证汽车新材料技术的快速发展。但是，高强度钢也存在一定问题，首先，自主能力不足，为高度钢的开发与生产增添了难度，其次，大部分企业产品质量不佳，与国外产品质量存在较大差距，致使钢材表面质量差，工艺与力学性能不稳定，存在分散性，钢材质量不佳，高强度钢的质量也会不佳。[2]第二，铝合金方向，铝合金方向是一个重点方向，我国铝矿资源丰富，并形成了完整的铝工业体系，为铝合金的生产创造了条件，使得铝合金技术与应用取得了较大的进步与发展，有助于满足汽车工业的需要。铝合金的发展还存在一些技术难点。首先，成本较高，不适合大面积应用。其次，产品的标准化与系列化程度不高，生产未达到专业化，致使铝合金的纯度不够，力学性较差。最后，铝板材料不健全质量较差，尺寸不准确。[3]第三，镁合金方向，镁合金能够充分利用我国的镁资源，将镁资源变为镁产业的优势，设计出高强高韧、耐热，不易变形的镁合金材料，使其发挥出重要的作用，创造出更多的价值。
3我国汽车新材料技术发展的几点建议
3.1制定合理的汽车新材料发展计划
汽车新材料发展计划是技术发展规划策略，涉及科学技术等主题，研究合理的汽车新材料发展技术十分重要，有助于促进我国汽车新材料技术发展。制定合理的汽车新材料发展计划需要做到以下几点，第一，设计一条合理的技术发展路线，路线需要包括阶段目标以及技术重难点，通过设计合理的发展路线，可以将技术难点逐渐划分为小问题，逐步攻克，解决问题，突破重难点，促进技术的发展与进步。第二，组织相关专家学者外出学习，汽车新材料技术专业性较强，在研究中遇到了较多问题，到达了瓶颈，为解决此问题，需要安全专业人员以及相关专家外出学习，参考国外的先进技术，制作经验，产业政策以及科技发展战略，为我所用。吸取其中的经验，学习国外技术长处，提高技术研发能力以及创新能力。
3.2加强汽车企业间的技术合作
汽车企业发展离不开竞争，同样也离不开合作，通过合作，能够实现共赢，促进企业发展，提高企业市场竞争力与核心竞争力的有效途径。加强汽车企业间的技术合作需要做到以下几点。第一，企业间进行技术合作，通过技术合作实现优势互补，取长补短，实现资金的合理配置，有效利用资金与资源，从而提高企业的市场竞争力，促进企业的进步发展。第二，提高企业间的合作层次，扩大合作范围，技术合作只是企业间合作的一小部分，为提高合作效果，实现企业间的共赢，需要扩大合作范围，在多个层面进行合作，充分利用合作企业的长处，实现利益的最大化，为企业发展创造有利条件，实现企业的共赢。
3.3建立汽车新材料技术创新体系
汽车新材料技术的发展离不开创新，只有提高创新能力，建立创新体系，才能够促进汽车新材料技术的快速发展，有效进行新材料技术研发。建立汽车新材料技术创新体系需要做到以下几点，第一，加强材料供应商、材料研发机构、汽车制造企业之间的合作，协调三者的工作，建立以企业为主体的，新材料生产、开发、应用为一体的创新体系，提高企业的自主创新能力，使企业新材料的创新研发紧密切合市场需求，具有广泛的应用价值，以此达到促进企业发展的目的。第二，建设新材料技术设计基地，加大研发力度，为新材料技术的创新发展创造条件，相关企业可以在高等院校以及科研结构分别建设不同的生产基地，为技术的发展奠定良好的基础。
3.4技术与新资源开发共同发展
技术与新资源大发展是促进企业进步发展的主要手段，通过发展技术，研究新材料的开发，能够为今后汽车业的发展奠定较好的基础，促进汽车企业稳步发展，因此，利用新材料代替传统材料，利用新技术代替原有技术十分重要，通过技术与新资源开发的共同发展，能够为企业的发展创造有利条件。技术与新资源开发发展的关键在于实现汽车的轻量化，轻量化是指利用新材料的物理特性提高汽车性能，将其应用于实际生产之中，促进汽车新材料技术的进步发展，提升汽车的市场竞争力。
4结语
汽车新材料技术的发展，影响着汽车制造业的发展，做好汽车新材料技术研究工作，提升技术能力与水平，掌握核心技术力，提升自主创新力，加大资金投入与技术投入，对新材料，新技术进行研发，具有重要意义。总之，本文的研究具有重要价值，有助于促进汽车新材料技术的发展，推进社会的进步。
参考文献：
[1]丁志华，马明亮，欧阳卫强，黄强.汽车工程材料的现状与发展趋势分析[J].热加工工艺，2013（24）.
汽车工业与材料篇2
关键词新时期；环保型汽车涂装材料；发展现状；应用
中图分类号：U465文献标识码：a文章编号：1671-7597（2014）13-0001-01
在汽车工业的发展过程中，汽车涂装材料具有十分重要的作用，得到了世界各国汽车生产厂家的重视。应当大力推广节能环保型的汽车涂装材料，并不断加强汽车涂料生产技术的研发与推广，使汽车涂料朝着集团化和国际化的发展方向推进。应当着力提高汽车涂装材料的耐石击性、耐候性、外观装饰性等，不断提高涂装材料的品质和性能，并起到保护生态环境、降低生产成本的作用。据此，笔者对汽车涂装材料的发展现状进行分析，并从涂料本身出发，研究了汽车涂装材料的应用，并分析了一系列的新型环保涂料。
1汽车涂装材料的发展现状
在工业化不断推进的过程中，地球生态环境也遭受了严重的破坏，环境质量在不断下降。因此，如何在发展工业的过程中不破坏环境，如何防止环境质量的不断恶化已经成为世界范围内的重要课题。在发展汽车工业的过程中，不仅应当降低汽车尾气对生态环境的污染，更要防止汽车涂装材料应用过程中的VoC污染，消除汽车涂装过程对大气环境造成的破坏作用。根据相关部门的统计显示，由于汽车涂装材料的应用，每年会有30万t以上的VoC被排放到大气环境中。在21世纪汽车工业发展的过程中，汽车涂料用量也会大幅度增加，如何控制汽车涂装材料造成的污染需要引起世界范围内的重视。
随着汽车涂料工艺的不断发展，汽车涂料的品种越来越多，并且具有用量大的特点，在涂料的性能和工艺方面也得到了不断的发展，专业化程度越来越高。在很多汽车工业水平较高的国家，汽车涂料的产量已经达到了所有涂料总产量的20%。汽车涂料的性能和工艺在一定程度上可以代表一个国家的汽车工业技术水平，是一种高附加值、高技术含量的品种。根据品种的不同，汽车涂料可以分为汽车底漆、罩光清漆、面漆、中涂漆和修补漆等。
在20世纪末，很多节能环保型汽车涂料相继问世，一批抗划伤、耐酸雨、睡醒涂料、粉末涂料和高固体分涂料也在汽车工业中得到了应用与推广。自从iCi公司研发出环保型的水性涂料之后，这种涂料就在很多大型汽车生产企业中得到了应用。现阶段，耐划伤、超高固体分涂料也得到了大范围的应用，很多新的涂料品种得到了成功开发，并已经在丰田、日产等大型汽车生产企业中得到应用。此外，色母涂料也在汽车工业中得到了应用，这些技术含量高的环保型涂料不断涌现，使汽车涂料材料的应用朝着节能环保型的方向不断发展。
2环保型汽车涂装材料的应用
根据世界汽车涂料的发展趋势来看，自2009年以来环保型的汽车涂料就已经得到了充分重视，人们不仅关注汽车涂料的性能，更加注重涂料的环保性，粉末涂料、水性涂料和高固体分涂料也成为一种热门的汽车涂料，并将逐渐替代传统的溶剂型和面漆汽车涂料，成为汽车工业中的主流涂料品种。
1）电泳涂料。现阶段，电泳涂料以成为一种发展速度最快的环保型涂料，在很多大型汽车生产企业中得到了广泛应用。据统计，在世界的汽车生产工业中，已经有92%的汽车在使用这种涂料。其中，使用阴极电泳涂料的比例已经达到了90%，这些都表明电泳涂料已经成为一种应用范围广的环保汽车涂料。
2）中间涂层。这种新型的涂料工艺已经在美国得到了广泛的应用，它可以形成一种带色的中间涂层，并且让中涂的色彩与面漆的色彩相搭配，具有很强的外观装饰性，可以满足人们对汽车涂层外观的要求。
3）面漆。面漆是汽车涂料中的重要组成部分，在近年来的发展过程中，金属闪光漆成为一种新型的面漆材料，并获得了快速的发展。例如，梦幻涂料和珠光漆都已经成为一种热门的汽车涂料，这些面漆的颜色也更加具有深度感和高透明感，此外在高色彩方面也获得了很大的进步。根据相关专家的预测，全球大多数的汽车生产企业将会在2020年全面采用水性金属闪光漆。另外，在2025年之后，很多国内的汽车生产厂商也会逐步推广这种新型面漆，这种面漆的使用量和需求量将会得到快速提升。
4）水性涂料。在水性底色漆方面，现阶段应用较多的有水性聚氨酯漆和丙烯酸氨基漆两种类型。此外，水性罩光漆也是一种发展前景广阔的新型水性涂料，自20世纪90年代开发以来，这种新型的环保涂料具有非常良好的性能，但是由于这种涂料的价格较高，在性能方面还有待完善，尚未得到大范围的推广应用。
5）粉末涂料。这种涂料在20世纪60年代就得到了开发，相关技术和性能已经相对成熟，具有非常良好的环境效应，具有节能、环保、低成本、高效等优势，成为一种涂装金属表面的重要涂料，也是未来汽车涂装过程中的首选材料。
6）高固体分涂料。这种涂料主要应用了低黏度的聚酯，并且还含有丙烯酸树脂和高固体分氨基树脂等材料，具有很强的可推广价值。现阶段，这种涂料已经在汽车的单色面漆和罩光面漆中得到了广泛应用，并且在修补用涂料和塑料专用涂料等方面也获得了大范围的应用，是未来汽车涂装材料中的重要类型，其应用范围也将越来越广。
在上述的新型汽车涂装材料中，水性涂料和粉末涂料是两种重要的涂料类型，在未来也将获得快速发展。水性涂料可以有效降低VoC的排放量，粉末涂料也具有降低VoC的作用，使控制汽车涂料污染的重要途径。在未来的发展过程中，相关技术人员必须加大对这两种涂料的研发，并加快这种新型环保涂料的推广，提高汽车涂料的环保性能。
3结束语
现阶段，环境保护已经得到了世界各国的高度重视，环保型汽车涂料也将成为汽车用漆的重要发展方向。在未来的发展过程中，为了适应市场经济发展的要求，提高环保型汽车涂料的市场竞争力，汽车涂料的应用必须要提高涂层的外观装饰性，使其具有高光泽、多色彩和高鲜映性等特点，并增强涂料的耐擦性和抗石击性，并要降低汽车涂装过程对环境造成的污染，在提高汽车外观的美观程度的同时，起到保护环境的作用。
参考文献
汽车工业与材料篇3
关键词：面向环境；汽车轻量化；节约能源
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.259
1前言
我国是世界上汽车拥有量和汽车消费量最大国，汽车工业是我国的支柱产业之一。汽车燃油消耗量越大，废气排放量越多。随着可持续发展理念的深入人心，充分考虑汽车选材、生产、加工等环节对节省资源、能源、保护环境的要求，从而提高汽车使用中对资源及能源的利用效率，降低成本，提高质量，增大可靠性，延长设备使用寿命。现代汽车选用材料除满足力学性能和使用寿命的基本要求外，还应满足比强度、比模量、价格、外观、环保、安全、节能等需要。汽车选用材料种类繁多，包括钢铁、铝合金、树脂。汽车选用材料中的表面处理钢板、高强度钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加，非金属材料也逐步增长，高性能复合材料和工程塑料品种繁多，有的替代了普通塑料，有的在汽车上的应用范围广泛。汽车轻量化材料的选择可以降低整车的重量，并为汽车的性能服务，如降噪音、消震动、合理气流、减重量和降低成本等。因此，应用和研制轻型汽车材料，提高汽车发动机功效，减少油耗及废气排放，减轻整车重量，提高整车性能，保障其安全性、可靠性是世界汽车发展中面临的挑战。
2复合材料在汽车量化技术中的应用
汽车量化技术中应用的复合材料主要有金属基复合材料和聚合物基复合材料。复合材料的各组分之间的协同作用，使其能够取长补短，获得基体材料和增强材料所没有的新性能。汽车用复合材料不仅可进行各组分之间选择材料设计，还可以根据结构特点进行复合结构设计，通过改变增强体的比例进行设计。大部分金属基复合材料的增强材料具有密度小，刚度大，强度高等性能特点；金属基复合材料的基体材料具有成形性能好的特点。目前，金属基复合材料已逐步取代部分金属合金，广泛应用于汽车发动机活塞、连杆、轴瓦、电器原件、保险杠等。满足汽车发动机向高负荷、高速、增压方向发展要求，从而减轻汽车自重，节约材料，节约燃油，减少废气排放，保护环境。聚合物基复合材料的具有较大的比强度、比模量大是其最突出的特点。玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料有较高的比模量、比强度；碳纤维、有机纤维、硼纤维增强聚合物基复合材料的比强度相当于钛合金的3-5倍，比模量相当于金属材料的4倍之多。聚合物基复合材料还具有耐疲劳性能好的特点，复合材料纤维与基体的界面能有效阻止内部裂纹的扩展，使其疲劳破坏从纤维的薄弱环节开始进行，然后逐渐扩展到结合面上，破坏前有明显的预兆。聚合物基复合材料还具有很好的加工工艺性，可采用手糊成型、注射成型、模压成型、拉挤成型、缠绕成型等各种方法制成各种形状的复合材料产品。同时聚合物基复合材料具有多种功能性，例如耐烧烛性好，具有较高的比热、熔融热和气化热的材料，可以有效吸收高温烧蚀时的大量热能；具有有良好的摩阻特性及减摩特性；具有高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、特殊的光学、电学、磁学的特性。目前聚合物基复合材料广泛应用于汽车燃油管、汽车散热器水箱部件、底盘、发动机等零部件，可以有效的减轻汽车自重，提高发动机效率。特别是碳纤维增强尼龙复合材料应用于汽车工业中，作为发动机内部零件，使用增强及自的高性能复合材料上进展很快。碳（石墨）纤维增强聚合物复合材料用于制造发动机零件汽车车身等，可有效提高汽车性能，降低汽车自重，是汽车轻量化的重要发展方向之一。
3轻有色金属及其合金在汽车量化技术中的应用
有色金属及其合金具有密度小、加工工艺性能好、耐腐蚀性能好等优点。铝合金挤压型材应用于无骨架式车体结构和空间框架车体结构，使得车身外板具有各种复杂断面形状和中空状型材，具有比重小，比强度大，制造成本低的优点。用中空铝型材作车身结构和保险杠与钢材件具有同等的抗冲击强度，车身重能大大减轻，当汽车发生意外时，还能吸收冲击能，保护乘客安全。挤压型材料用于保险杠，可比钢板焊接保险杠大幅度减少重量。铝合金通常用来制作覆盖件、保险杠、车轮、空调系统、窗框、保险杠、座椅、换热器扰流板等。镁合金比铝合金轻，其比强度及比刚度高，减振性能优良，弹性模量较低，具有优良的切削加工性能及铸造性能。镁合金以其优良的可回收性、导热性，被誉为绿色工程材料，有人称其为21世纪的时代金属。镁合金代替钢铁，使设备重量大大减轻。镁合金替代钢铁降低整车自重正在普及中，汽车壳体、车身件、骨架等零部件的轻量化已经实施，福特汽车每辆车镁合金用量逐年增加；许多汽车已在汽缸罩盖、转向盘骨架、踏板等零件上采用了镁合金，汽车工业正在汽车身件、铸造壳体等零部件上推广镁合金材料，近几年每辆车使用有色金属材料还在增加。目前，在汽车上仪表盘底座、发动机阀盖、座位框架、变速箱壳、方向盘轴等部件镁合金的使用普及率最高，为汽车汽车轻量化做出了贡献。
4铸铁零件的薄壁化技术在汽车量化技术中的应用
汽车工业生产中需要大量的铸铁零件，汽车工业已成为我国国民经济的第五大支柱产业。汽车铸铁零件薄壁化、轻量化、强韧化是为了满足汽车工业对铸铁零件能源消耗、资源少，循环再生利用率高的要求，适应建设环境友好型、资源节约型社会的需要。对汽车工业而言，降低整车自重对节能、减少废气排放有关键性的意义。铸件的薄壁高强化技术应用也将日益成熟并将迅速拓展，将来3-5mm的高强薄膜球铁件将会大量出现在汽车铸铁零件中。
参考文献：
[1]王瑾.面向环境的产品设计制造及应用研究[J].机械管理开发，2011，26（01）：59-60.
[2]王艳，解念锁，李春月.原位结晶法制备颗粒增强锌基复合材料的研究进展[J].铸造技术，2010，31（05）：656-659.
[3]解念锁，王艳，武立志.高锌基合金的应用现状及前景[J].热加工工艺，2010，39（14）：50-53.
汽车工业与材料篇4
铝的密度要比铁以及铜要低，所以相比较而言，用铝制成的铝制用品就相对来说比较轻，尤其是铝合金材料重量十分轻，在托运的过程中十分的方便，省力。铝的强度和硬度相比铁、钢这些材料要软，可是它有很强的融合性。在添加一些元素以及加工处理后，铝就会变成铝合金，这个时候它的硬度以及强度就会变高。很多的铝合金产品都比较容易加工制造，可以通过切割、压缩、延展等形成各种各样的形状。由于这一性能也使得铝合金材料在汽车行业中的应用更加的广泛。铝与铝合金材料化学性质十分的活泼所以表面上都会呈现出白色，在这种情况下，铝合金变得特别的好看。除此之外，铝以及铝合金的导电性以及导热性都比较高，在汽车应用方面比较的广泛，尤其是可以用作汽车的散热器以及应用在汽车的各个电子器件中。而且铝合金一旦在低温的环境中，它的强度就会明显的增加。而且硬度也会提高。由于铝合金材料有很强的氧化性。所以，这种材料的表面十分的易受影响。铝合金材料可以利用相关的技术例如：添色等技术的处理，染上不同的颜色。而且，铝合金材料的综合性能十分高。众所周知，我国的铝资源十分的多，铝合金材料经过技术的处理之后，就拥有了很强的化学性、抗压性以及极高的应用性。总而言之，铝还有铝合金材料拥有许多的优点和特长，目前铝合金材料的应用范围已经十分的广泛。铝合金与钢材料相比性能更加的活泼，优质，而且容易加工，价格相对比较低，这是其他金属材料所不能达到的，所以在汽车行业应用的十分的广泛。
2铝合金材料在现代汽车行业中的使用情况
为了能够节省国家的原料，减少对环境的污染，铝合金材料也慢慢的走进了汽车行业，而且铝合金材料的使用方面十分的齐全。现如今，铝合金材料已经在汽车制造行业有了很高的影响力。铝合金材料已经渐渐的代替了原有的材料，成为了汽车制造行业的重要材料。
2.1铝合金材料能给汽车变得更轻
铝合金材料的汽车的重量相对来说比较轻。为了能够最大程度的降低汽车的重量，具体的方法主要有，改变汽车的骨架结构；另一种方法就是选择质量相对比较轻的产品，就比如铝合金材料。截止到现在，通过对汽车行业的分析和调查，现代的汽车制造企业把给汽车的方法，放在了改变汽车材料。选择质量轻的材料。通过各方面的考察，分析，发现铝合金材料质量较轻，而且对环境污染比较小，安全性能相对于其他同类产品要高，价格相对比较便宜，而且环保。基于这些条件，铝合金成为了现代汽车行业的重点选择对象。
2.2环保节能效应高
通常情况下，降低汽车的油耗的重要方法就是降低汽车的重量以及提高汽车发动机的工作效率。在节能的重要方法中，降低汽车的重量是最有效，也是最直接的方法。铝合金的材质相对较轻，所以能够使用有效的提高汽车的节能效果。根据相关的数据统计，通常情况下，一般正常的汽车重量每减轻1kg则1L汽油可使汽车多行驶0.011km，由此可见，汽车重量降低能够提高能源利用效率。
2.3汽车的整体效能比较高
降低汽车的重量，能够有效的增加汽车的行驶距离。使用铝合金车轮，能够有效的降低汽车的震动强度，而且可以使用更加轻便的缓冲装置。与此同时，在不缩小汽车的承载量的基础上，降低汽车的重量，能够让乘坐的人员感到更加的舒适，而且汽车的空间也会明显的增大。当汽车受到外物撞击的时候，铝合金材料能够巧妙地降低冲击力度，所以安全性能相对比较高，可靠性强。
3铝合金材料未来的发展走向
3.1铝合金材料的应用前景远
当前，铝合金材料在汽车领域的应用范围越来越大，而且铝合金材料在这一行业也得到了认可。铝合金材料不但能够提高汽车的性能而且有助于环境保护。汽车的材料使用问题，也受到很多人员的关注，而且当前汽车材料使用的标准和规定也变得越发的严格。我国相关的政府部门也十分关注这一工作，支持汽车行业改变使用的材料。
3.2铝合金达到了汽车行业的认同
当前，我国汽车行业在发展的过程中，不断的引进、学习了国外的经验，不断的对行业进行改革，创新。将铝合金材料选作汽车设计过程中的第一选择材料。目前，新型的材料不断的出现，铝合金材料也在不断的升级、革新。总而言之，从环境保护以及降低能源消耗的层面来说，铝合金在当前汽车领域上的应用范围将会越来越广泛。大量使用铝合金材料是目前汽车行业的重要体现。当前全球各地都在积极的研究铝合金材料，造成了汽车行业的不断提高。通过多年的研究，未来的铝合金材料将会呈现出更多新的优点，对未来汽车行业的发展也会有着重要的帮助和推动作用。
4结语
汽车工业与材料篇5
德国汽车市场调研机构预测，预计到2015年，全球汽车保有量将增至11.2亿辆左右。同时，到2015年，亚洲地区将拥有全球1/4的汽车，也就是2.8亿辆，其中中国和印度市场增长潜力巨大。
另据工信部预测，到2020年，中国汽车保有量将达到2.5亿量，消耗成品油约4亿吨，也就是说汽车的平均年耗油量为1.6吨/辆。
由于大气污染和全球气候变暖现象日趋严峻，加大汽车节能减排刻不容缓，汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。除了日系车热衷于车身的轻量化，自上世纪九十年代以来，国际上就出现了一系列大型的推动车身轻量化技术的计划，比如欧系车企的铝制车身等。
不单单是传统燃油汽车需要轻量化，新能源汽车同样如此。轻量化技术是横跨汽车发展变革时代的一项基础性技术。
汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下，将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。但在实现汽车轻量化的同时，一个非常重要的前提是：不能以牺牲车辆安全性和nVH（噪音、振动、平顺性）为代价，汽车轻量化必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和nVH控制水平的全面约束下进行。
汽车轻量化益处多多
首先，车身轻量化有助于节能减排。去年，我国工信部出台一个燃油料消耗量规定，2020年由2015年的6.9L/km降低到5.0L/km，这对乘用车来说压力非常大，汽车轻量化发展成为应对燃油限值的重要方法之一。
据研究表明，在采用相同动力系统和传动系统的前提下，乘用车的整车质量每减少10%，燃油消耗就可降低6%-8%。巴斯夫公司统计结果表明，汽车每减重100公斤，百公里油耗可降低0.4升、二氧化碳排放可减少1公斤。相比于动力技术的提升所带来的燃油消耗降低，车身轻量化技术的投入相对较少，成效也要更加显著。在过去近十年时间里，传统内燃机技术的提升所带来的经济性表现的改善也就是在8%左右。
同时，汽车轻量化还有利于汽车安全性能的提升。从理论上说，汽车碰撞时的冲击能量与汽车的质量成正比。在同等条件下汽车越轻，碰撞时冲击能量越小，车身结构的变形、侵入量和乘员受到的冲击加速度就越小，汽车对乘员的保护性能越好、越安全。另外，汽车制动时消耗的能量也与汽车质量成正比，汽车越轻，在以相同初速度刹车时，制动器要消耗的能量就越小，制动减速度就越快，制动距离越短，制动性能就会有明显改善，汽车主动安全性也会变好。
长安汽车工程研究院副院长曹渡表示，汽车轻量化势在必行，首要推动力是政策，车企想卖车，就必须满足法规，某种程度上说是被“逼”的。其二，汽车每减轻100千克，加速性能就可提升8-10%，制动距离减少2-7米，可以提升汽车的安全性。因此“减重不仅仅是一个油耗的节约，还是一个综合性能的提升，为整车的综合性能和效益都有非常大的好处，这个就是我们要做减重的原因之二。”曹渡说。
此外，除了传统内燃机车，新能源车也亟需减重，因为新能源车电池十分重，比如宝马i3的电池重达280公斤，一般中国品牌纯电动车的电池净重都需要300～400公斤才能达到150-200公里以上的续航历程，所以新能源车的减重也到了一个刻不容缓的地步。否则，续航里程就受到限制，电池容量就必须要增大。
曹渡认为，汽车行业对轻量化的认识尚不充分。减重100千克，看似成本增加，实际上并非如此。其用相关分析举例说明，“一公斤的金属用到车里，综合成本大概是15～17块，非金属成本更高，约25-35块左右。这样一来，整车每减重1千克，实际上就能节省15～35块。而这些钱就可以补贴到减重过程中的一些成本的上升。对于这一点，行业的认识不够充分。”
轻量化的三个维度
从目前国际通行的研究方向来看，汽车的轻量化技术主要包括结构的轻量化、材料的轻量化以及先进制造技术的运用三个层面。
结构的轻量化最早在上世纪八十年代由日本铃木提出，当时的铃木甚至把每一个零件的重量都精确到了以克为单位进行减重。时至今日，结构的轻量化也是车辆轻量化研究方向中最为复杂也是最具有潜力的一大设计手段。因为相比于后面即将提到的材料轻量化以及先进制造技术的运用两个方面，结构的轻量化对于整车企业而言是最容易实施同时也是花费成本最低的一种方式。不仅仅是车身，包括底盘动力等零件的设计也会大量运用到结构轻量化的设计，而综合考虑整车性能而进行的多目标优化是目前结构轻量化研究的一个热点。
材料的轻量化是眼下的汽车企业最乐于向市场推广的一个方面，也是汽车轻量化发展的主要方向。始作俑者是历来都热衷于技术营销的欧洲车企。一般来说，材料技术的轻量化包括高强度钢、铝合金、镁合金、树脂复合材料以及先进的碳纤维等。在这其中，高强度钢在成型、碰撞、疲劳性能以及成本方面相比于后面几种材料有着更大的优势，是目前主要的汽车车身轻量化材料。高强度的钢材就好比薄的铁皮，而低强度的钢材就好比厚的纸壳，孰强孰弱无需多言。而近年来铝制车身材料和碳纤维材料也开始呈现出占据高端的态势。
最后一个就是先进的制造技术，先进的制造技术包括先进的成型和连接工艺，还有诸如真空压铸、内高压成型等。其中最具有代表性的就是奥迪将铝合金和钢材实现无铆钉铆接的复合式车身成型技术。先进成型技术在一定意义上可以看做是结构轻量化技术和材料轻量化技术的一个辅助，当然，先进的成型技术也保证了整车结构的安全性。
与欧美汽车工业相比，中国的汽车工业一直处于追赶中，中国的汽车轻量化技术水平同样与国外差距不小。不过，由于中国车企在轻量化方面做得不够，因此未来有很大的上升空间，可以通过设计的优化来达到减重的目的。
曹渡指出，设计优化是最容易实现的轻量化手段，并且其无需花费成本，主要通过设计软件以及对标其他品牌已经应用的方案，并加以优化而实现。例如，雪佛兰新科鲁兹实现了减重约140千克，其中白车身减重74千克，除部分材料采用高强钢外，设计优化细节随处可见，是典型的优化设计案例。为此，油箱容积减小了8升，续航里程反而提升了100公里，后排纵向空间增加，头部空间增加，行李厢空间增加，而总尺寸减少，售价和老款相差无几。
俗话说，万事开头难，而对于汽车轻量化来说，却是开头容易后头难。曹渡说，当设计优化做到近乎极致后，进一步轻量化则只能依靠新材料、新工艺、新技术。目前，使用最广泛的材料仍然是高强度钢/超高强度钢，但由于钢的密度达到7.8克/立方厘米，虽然其技术比较成熟，然而减重的幅度并不太大，更轻的铝镁合金的成本相对较高。更进一步就是当前业界流行的“以塑代钢”技术，实则就是玻纤复合材料，此类材料已经在尾门上有所应用。
重量最轻、强度最高、成本也最高者则当属碳纤维。曹渡强调，将来任何一种材料都不可能单独在汽车上出现，而是多材料混搭将成为主流。这方面，最典型的一家车企就是宝马，在宝马i3颠覆了传统的设计理念和产品开发理念，上车体全部采用碳纤维，下车体采用铝合金，车身外覆盖件基本采用工程塑料。
“材料应用的改变对于工艺也提出了新的要求”曹渡表示。宝马i3车身50%以上采用碳纤维，从原丝到碳丝到零部件，其中冲压工艺变成了高压Rtm工艺，并且取消了焊装步骤，用黏接来代替；车身的总装过程也完全不同与传统工艺完全不同。而下一代的宝马7系则采用了碳纤维与金属混合材料的车身，更是车身开发技术的一次革命。
曹渡描述中国车企碳纤维轻量化技术的应用现状时说道：“中国品牌目前仅制作了一些展示用的碳纤维样件或样车，并没有为了真正的应用去研发。我们应该从材料、工艺、设计、评价、维修、回收的完整产业链上切实地开展研发工作。”
轻量化材料各有优劣
在汽车轻量化道路上，高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金等轻质金属材料和创新性的非金属复合材料，谁也不会完全取代谁，谁的技术更先进，性价比更低，谁的应用就会更多。而且，这些轻量化材料都不会是孤军奋战，必然是以组合的形式出现，因为汽车未来的发展趋势是多种材料的混合使用。
高强度钢
作为传统材料的高强度钢在汽车轻量化的大潮中是不会被取代的。安全是汽车的重要属性之一，先进的高强度钢在强度、抗腐蚀性方面具有优越性，而且当前高强度钢的技术应用成果显著，能够进一步提高汽车的安全性、环保性和节能性。但无法否认的是，从实现轻量化来讲，高强度钢的效果略低一些。
奇瑞汽车股份有限公司材料工程部主管材料工程师李军表示，与镁合金、铝合金及复合材料等其他汽车轻量化候选材料相比，高强度钢板具有以下优点：首先，原材料价格低，经济性好；其次，综合性能优越，易实现零部件的强度和刚度要求；第三，可直接利用现有的（冲压）成形、焊接、涂装和总装生产线，大大节约了设备投资成本。
从性能、成本等综合因素考虑，高强度钢仍是市场上受欢迎的轻量化材料。凭借较高的强度和安全性，未来，它会更多地应用在各种汽车安全件、底盘、车身结构、车身覆盖件等方面。
铝合金
1896年印度人率先用铝制做了汽车曲轴箱。进入20世纪早期，铝在制造豪华汽车和赛车上有一定的应用，铝制车身的汽车开始出现，如亨利？福特的modelt型汽车和二三十年代欧洲赛车场上法拉利360赛车都是铝制车身。
奥迪汽车公司最早于1980年在audi80和audi100上采用了铝车门，然后不断扩大应用。1994年奥迪斥资800万欧元建立了铝材中心（1994～2002年），后更名为“奥迪铝材及轻量设计中心”。1994年奥迪开发了第一代audia8全铝空间框架结构（asf），其车身超过了现代轿车钢板车身的强度和安全水平，且汽车自身重量减轻了大约40%。随后于1999年诞生的奥迪a2成为首批采用该技术的量产车；2002年，奥迪铝材及轻量设计中心又见证了第二代奥迪a8的诞生。
铝合金在汽车轻量化中有其天然的优势：一是减重和节能效果明显。铝的力学性能好，其密度只有钢铁的1/3，铝代替钢制造汽车，可使整车重量减轻30%～40%，制造发动机可减重30%，铝质散热器比相同的铜制品轻20%～40%，铝车轮可减重30%左右。具有良好的导热性，仅次于铜，机械加工性能比铁高4.5倍，且其表面自然形成的氧化膜具有良好的耐蚀性，因此铝成为实现汽车轻量化的主要材料之一。
二、乘客的舒适性和安全性获得提高。铝合金汽车是在不降低汽车容量的情况下减轻汽车自重，车身重心减低，汽车行驶更稳定、舒适。由于铝材的吸能性好，在碰撞安全性方面有明显的优势，汽车前部的变形区在碰撞时会产生皱褶，可吸收大量的冲击力，从而保护了后面的驾驶员和乘客。
三、铝易于回收。铝制品在使用过程中几乎不发生腐蚀或仅发生轻微的腐蚀，工业上使用的常规材料中，铝的回收价值率是最高的。在铝材―铝制品―使用―回收再生铝锭―再加工成铝材的循环过程中，铝的损耗也仅5%左右，其再生性能比任何一种常用金属都高。
但铝合金成本相对较高，在技术工艺方面也不够成熟。铝合金与其他材料不好连接，焊接困难只能采用铆接，导致生产效率不高。
当前铝合金在汽车上的应用比较多，如发动机缸体、缸盖、变速器壳体、车身、底盘、散热器等，整车企业和零部件企业对铝合金的研究也比较多。
福特公司日前展示了一款与美国能源部合作开发的基于Fusion/蒙迪欧打造的轻量化技术验证车，由于使用大量铝合金，该款车比标准版的蒙迪欧轻了363公斤，减重约25%。路虎揽胜越野车、大众奥迪a8、奔驰CLa、通用雪佛兰Corvette跑车等车身部分或全部采用铝材料。新能源车方面，特斯拉modelS车型是全铝车身，其前后悬架大部分材料也采用铝材。
随着技术的进步，铝合金在当前领域的应用肯定会越来越广，未来在底盘和车身覆盖件方面有很大的发展潜力。
镁合金
我国是镁资源丰富的国家，资料显示，中国的镁资源总储量占全球的85%，位列世界第一位。不过，我国在镁资源利用方面却远远不够，专家表示，在汽车、国防、体育等镁合金产品的生产应用方面落后国外几十年。
镁合金在轻量化方面具有明显优势，镁合金的密度非常低，是目前所有能够作为结构件或者汽车零部件材料中密度最低的，为1.7kg/m3，铝是2.8kg/m3，钢是7.8kg/m3。另外镁合金的储量非常丰富，占地球地壳2.7%，开采寿命分别为铁和铝的20和4倍，我国占有世界70%的储量，我国白云石储备已经超过70亿吨，白云石是制造镁合金的基础原材料。
在壳体方面，铝合金变速箱的壳体重量一般会超过12kg，而镁合金变速箱仅为5.4kg，减轻了58%的重量。在动力系统、框架、悬挂、以及内饰件、内门板、座椅支架、刹车系统、转向系统等方面，轻量化至少30%以上，如果以上都用镁合金，重量可以减轻85公斤，减轻率45%。
镁合金还有一个好处就是减震效果好，如果车用上以后可以起到减重的作用，结合当前发展方向和全球资源环境的要求，镁合金材料的研发必然是汽车行业的一个重要的发展方向。
其不足方面，镁合金压铸机的投入成本比铝合金高，其耐氧化性比铝低，模具相对成本比较高。另外，镁合金的废品率高且存在安全生产问题，回收成本比铝合金要高，但是镁合金的投资回报率非常大，可持续性比较强，具有极佳的发展态势。
镁合金当前主要应用在汽车方向盘、汽车仪表、中控支架等可覆盖的地方。基于此，未来镁合金可以在不暴露表面如车内门板、座椅支架等方面进行推广，而镁合金发动机罩盖、变速器外壳、车身结构等可在高端车上使用，迫于成本压力，中低端车要批量使用还需要继续努力。
碳纤维
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维复合材料（CFRp）是指由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的结构材料。其中，汽车行业广泛应用的碳纤维环氧树脂复合材料，具有比重小、刚性好、强度高的特性：比铝轻30%、比钢轻50%，强度却是钢的7至9倍，最早用于航空、航天、军工等科技高精尖领域。
在全新Bmw7系的车体框架中，碳纤维增强复合材料被用于加固车顶横梁结构以及B柱和C柱、底部侧围、中央通道和后部支撑。相比上一代车型，全新Bmw7系最大减重达130公斤。
中航复合材料有限责任公司副总经理李宏运认为，复合材料是推广新能源汽车应用的一把金钥匙。复合材料的技术和工艺已经足以规模化应用，并且轻量化能弥补动力电池能量密度的不足，续航里程得以延长，因此复合材料与新能源汽车的结合是大有裨益的。
中航工业复材目前在汽车轻量化上集大成的一个样板――电动大巴车身。采用复合材料之后，大巴纯车身减重2.4吨，如果再与有轻量化的电机、电控、电池的整车厂家合作，整车能减重5吨多，达到8.5吨左右。只装载3吨左右的电池（减了2吨），一次充电的行驶里程就可以到500公里。
对于成本，李宏运说，车身造价肯定会增加，复合材料车身可能会比铝合金车身要翻一倍，但是整车的成本并不一定增长很多。因为电池成本大幅下降，“电池一吨起码要20万吧。”
不过，碳纤维也有缺点，它是脆性材料，受力过大直接断裂，因此损坏后基本无法修复。它高强度只限于轴向，径向强度较低。要生产碳纤维增强复合材料，不仅工艺复杂，还很费时。最致命的是高昂的成本，使得碳纤维目前只能局限在部分超豪华车型上，难以普及。例如雷克萨斯推出的全碳纤维车身和底盘的LFa，售价高达30万-40万英镑。目前只有宝马实现自产自足的CFRp批量供应，在相当长时期内，碳纤维不会成为汽车的主要材料。
工程塑料
据美国化学工业学会的研究资料显示，目前汽车内的塑料零部件总重量还不及汽车总重量的10%，基于此，“以塑代钢”的概念在汽车行业广为流传。
“一般塑料的比重在0.9～1.6，玻纤增强复合材料的比重也不会超过2.0，而a3钢为7.6，黄铜为8.4，铝为2.7。这就使得塑料成为汽车轻量化的首选材料。使用塑料可以减轻零部件约40%的重量，同时其成本也可以大幅度降低。”北汽福田工程研究总院材料工程所工程师高嵩表示。
以塑料件代替金属材料部件，不仅能够减轻车重，降低燃油消耗和排放，还可以提高汽车的动力、舒适性及安全性，所以其广泛应用在汽车动力及底盘系统、内外装饰件、汽车电子等部件上。比如采用长玻纤增强复合材料代替金属外装饰件，可以减轻外部物体（包括行人）对车身的冲击力；塑料制品还具有吸收和衰减振动和噪声的能力，可以提高乘坐的舒适性；用塑料做车身覆盖件十分适宜在污染严重的地区使用；钢材制件如果漆面受损或者先期防腐做得不好就容易生锈腐蚀金属，但是汽车塑料耐腐蚀性强。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板。此外，用塑料件替代金属制件，其成本可降低30%～40%。
高嵩介绍，聚酰胺（pa）材料主要应用于动力、底盘零部件及结构件，约占整车塑料的20%；聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯等材料主要应用于电子电器零部件及结构件，约占整车塑料的15%左右。改性聚苯醚（pp）和aBS工程塑料及其合金材料主要应用于内外饰零部件，随着车型档次提高，工程塑料应用增加，aBS及其合金应用比例增加。
汽车工业与材料篇6
【关键词】轻量化材料；板材；铝镁合金；塑料
随着汽车普及程度的提升，人们对汽车关注的重心也转移到汽车的辅助设施上，如驾乘舒适便捷性、车辆发生碰撞时的安全性、车内装饰材料的环保性等。伴随这些辅助设施应用普及程度的提高,导致车辆因这些辅助设备的增加影响了整车的质量、耗油量和耗材量，同时也直接关系到各类能源供给的数量、社会资源环境保护的要求以及社会公共交通安全管理等一系列问题。就车辆消耗资源多少来说，排除发动机功率差异性的因素外，其80%的油耗量是用在驱动车辆自重所消耗的，因此整车自重的高与低直接影响着社会资源的消耗及排放污染。
实现汽车自重轻量化通常采用两种途径:一是优化结构设计,二是应用新型材料。但是通过优化结构设计的方式改进已经没有明显的优势。而随着社会发展科学技术的革新以及新材料的不断诞生,对于新型材料来说，却有着广阔的发展及应用空间。从汽车结构来说，新型轻量化材料分为两类：一类是低密度的轻质材料，如合金，塑料、复合材料；一类是高强度材料。
占汽车自重的材料大体为:钢材50%～60%,铸铁10%～15%,塑料类10%～12%,铝合金5%～10%,玻璃2%,各种复合材料4%以及其它类型的材料约占到车重的10%左右,包括各种液体、油漆、橡胶等。
由于轿车市场需求量高居车辆销售的榜首，世界各大汽车厂在轿车上研究投入大量的精力，其发展革新的成效也是日新月异的，其中车身轻量化发展是较为显著的。据统计，近三十几年来美、日、德等国汽车龙头企业来说，其车辆使用材料的变化从六、七十年代平均每辆车铝合金用量5kg到现在的280kg，钢铁材料由最初的900kg到现在的300kg，其他有机材料100kg到200kg，这样的发展变革过程中，新材料的大量使用，在提升车辆安全性、舒适性的前提下，整车重量却较之前降低35%左右。这些充分说明了大量新型材料的使用是实现车身轻量化技术的重要途径之一。
目前，汽车轻量化材料可分为四大类：
1、新型钢材
板材作为制造车身的主材料,不仅要求其有良好的延展性,且还要满足车辆不同部件的刚度、强度、防腐防蚀能力等要求，虽然目前汽车上使用最多的材料仍是钢材，但现在所使用的钢材大部分已经是近些年来开发的新型钢材，其品质和性能较早期的钢材已有大幅提升。目前汽车中所使用到的新型钢材已经超过其材料总量的75%。以超轻超薄高强度钢最具代表性。
车身用新型钢材主要有
1.1冷轧钢板：其特点尺寸精度高、表面质量好、具有良好的延展性、成型性，作为汽车结构部件，这种材料多使用于冲压件。主要用于车身围板、车顶盖、车门板等车身覆盖件。
1.2高强度钢板：其特点在于其具有较高的拉伸强度和较高的屈服点。但其冲压成型性比普通钢材差。一般用于需要承受高强度碰撞的汽车结构部件。主要用于车辆保险杠、悬挂系统及车门、车顶横向防撞杆等。
1.3表面处理钢板：其特点是在普通钢材表面覆盖一层惰性金属，根据需求部位的不同，可以提高钢材的防腐蚀性、抗高温及抗氧化等特殊能力（表面覆盖金属常见的为锌、铝、铜及复合性材料等）。这类钢板主要用于底盘零件等。
1.4高强度拼焊钢板：其特点拼焊部件能够进行组装,在减轻车身质量的同时提高车身强度,实现各类特殊抗性的同时，降低材料、组装、生产成本，改善零件稳定性和抗疲劳性。主要用于车身侧围等冲压成形件。
1.5夹层钢板常见的分为钢夹层板（外层是钢、铝、镁及纤维复合材料,中间夹层是瓦楞型钢板）和铝夹层板（铝夹层板的外层与钢夹层板的外层材料相同,中间是发泡铝）两种：其共同的特点是强度和刚度高、质量小、吸音力强。主要用于汽车附件产品的延伸如车门。
2、铝及铝合金材料
铝作为零件材料有许多显著的优点,在满足相同机械性能的条件下质量比钢材降低60%左右，且在碰撞过程中比钢多吸收50%的能量、同时无需进行防锈处理。随着现代材料技术的进步与发展,在铝中添加各类合金元素就可以改变铝的化学结构，从而使其根据人们的需求，获得高强度的铝合金材料。目前铝及铝合金为汽车结构的轻量化、高质量化、低成本化提供了可靠依据。
据统计，六七十年代轿车的单车用铝材量不足30kg,到现在增加到150kg,而且目前每辆轿车的铝使用量仍在进一步的提升。在铝合金材料应用方面，日本的汽车工业发展非常迅速,其汽车工业用铝量从八十年代至今用量增加超过二倍,轿车每车平均用铝量已经突破15%。同时国外的一些高端车型铝材料的使用也有着显著的成效，以德国奥迪公司生产的a8轿车为例，其采用铝合金冲压车架,在车身质量降低了35%的基础上，车身强度增加了50%。可见铝及铝合金制品对于车辆的轻量化作用重大,其前景非常可观。
3、镁及镁合金材料
镁及镁合金相对于钢材、铝材的强度、刚度都是最高的，其密度为1.8g/cm3,仅是钢的1/5,铝的2/3。其优势显而易见。但由于镁金属化学结构不稳定，,存在易腐蚀、易变形、燃点低等问题，导致镁材料在汽车机构部件中的应用程度极低，但随着科学技术的发展，近年来镁合金及其成形技术已取得重要进展，研发各类耐热、耐腐蚀、阻燃、超轻等新型镁合金,大大提高了镁及镁合金材料的使用效率，从九十年代至今在世界等发达汽车制造企业中，镁合金在汽车零部件中使用的数量逐步递增。拒不完全统计，欧洲的镁合金汽车零部件已超过60多种,北美的镁合金汽车零部件已多达100多种。其中福特汽车公司单车采用30个镁合金压铸件,通用公司采用45个镁合金压铸件,克莱斯勒公司采用20个镁合金压铸件,单车用镁合金量为20～40kg。镁成为铜铝铅锌之后的第五大金属。
4、塑料
塑料是当前最重要的汽车轻质材料。塑料具有质量轻、防锈防腐蚀、易于加工等特点，它不仅可降低汽车零部件的质量,而且还可以降低生产制造成本。同时塑料力学性能好、强度高,具有良好的表面着色、电镀、植绒、铆接等性能,为汽车饰件的舒适化起到了重要的作用。塑料材料主要使用在汽车的内和外饰件上，常见的有保险杠外包围。车内侧围内衬板、车门防撞条、仪表板、车窗等都几乎都是塑料件。
汽车工业与材料篇7
关键词：汽车钣金；维修；塑料件；分析
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.217
汽车经过长时间的使用后，会出现部分元部件的损坏，其中，塑料件是很容易损失的部分之一，如果塑料件出现损坏的情况，首先要充分做好事前的准备工作，保证维修的质量。通常情况下，比较常见的维修塑料件的方法有两种，一种是粘结法，一种是焊接法。但是，在进行维修的过程中，还要注意很多细节上的问题，保证维修工作的质量与效果。
1汽车塑料件的优点
塑料件的特点是：抗腐蚀、防水、耐用、制作成本低等，受到很多人的喜欢。在进行汽车行业制造的过程中，使用塑料件可以有效的减少汽车车身的重量。首先，当前汽车制造行业向着轻、快型的方向发展，所以使用塑料件代替金属件应用到汽车的制造中，既达到了汽车制造的目的，又降低了汽车制造的成本。其次，在汽车制造的时候，使用了塑料件后，如果汽车发生故障、碰撞等事故的时候，塑料件可以有效的吸收发生故障产生出的能量，对汽车内的人员起到一定的保护作用。例如：使用塑料材料制作汽车的方向盘、仪表板等，加强了汽车车身的缓冲性。再次，塑料材料自身具有吸收噪音、降低振动的作用，在汽车行驶的过程中，可以有效的加强汽车车内人员的舒适感。最后，塑料材料自身具有很强的抗腐蚀性，当汽车元部件出现损坏的时候，不好出现腐蚀的现象，保护了汽车其他的元部件。
2塑料件维修方式
在对汽车钣金塑料件的维修过程中，通常有两种方法，一种是焊接法，一种是粘结法。其中，使用最多的是粘结法，进行汽车钣金维修的主要步骤是：第一步，清理好要维修塑料件的表面，然后对表面进行预处理。例如：去除维修件上的杂物，保持维修件的干燥性等。第二步，清理工作结束以后，对维修的部位进行打磨，使用特定的粘结材料进行维修工作。第三步，将维修的表面进行烘干、打磨、喷漆等工序的处理。使用粘结法进行汽车钣金的维修，要特别注意不同类型的粘合剂不能混合使用，并且，结合维修材料的实际情况，选择适宜的粘合剂。
3常见塑料钣金维修
3.1对划痕裂缝的处理
划痕与裂痕是塑料件最常见的毛病之一，维修方法很简单。首先，要确认塑料件的损伤位置，然后进行有效的清理工作，使用干净的抹布涂上有效去除石蜡、油脂等的溶剂，给塑料件损伤的位置进行系统的清洁，再更换一块新的抹布，擦拭干净后，晾干，保证塑料件表面的干燥性。其次，对伤痕的部位进行适当的切削，保证塑料件表面形成一定的倾斜面，使用砂纸等工具进行对塑料件受损部位进行打磨，制造表面的粗糙度，有利于粘结工作的顺利进行。最后，控制好裂缝的预对位，掌握好对位的力度，使用专业的设备对维修的部位进行加热处理，在裂缝的两侧涂抹粘结剂与粘结促进剂，同时，加以一定的压力，加强粘结的程度，完成处理工作，给处理好的塑料件的裂缝表面进行有效的打磨与涂漆。
3.2大面积破口的处理
在处理大面积损伤的时候，处理工作很困难，由于伤口很大，很可能伤害到塑料件的强度，因此，基于这种情况的处理，要使用与塑料件相同材质进行损伤部位的处理。第一，要对损伤的部位做好清洁与预处理工作，保持塑料件表面的清洁与干燥性。第二，使用专业的固定设备，保证塑料件的固定，去除损伤的部位。第三，融合塑料件的材料类型，选择相同的材料、颜色的塑料件作为修补的材料，依据损伤部位的形状进行预处理。第四，使用砂纸、砂轮机等，打磨好受损的位置与补全材料的边缘，保证粘结的牢固程度。第五，给塑料件受损的部位涂抹粘结剂与粘结促进剂，保证补全材料牢固的粘结在受损的部位，施加适当的压力，保证粘结的有效性。第六，对受损部位与补全材料进行有效的二次粘结，加强牢固度，并做进一步的打磨、涂漆等工序。
3.3保险杠维修
给汽车安装保险杠，是为了缓解汽车发生碰撞时产生的冲力，保护驾驶员与车身的安全性，是制造汽车的关键部位，因此，也是最容易受到损伤的部位。在进行汽车保险杠维修的过程中，首先，使用刀具去除保险杠上的毛刺，保证保险杠表面的光滑平整度，方便更好的维修工作。如果保险杠上出现了凹陷部位，可以对受损部位涂抹上油灰等材料保证保险杠的平滑程度。其次，对于保险杠上出现的碰撞与划伤位置，大多都会沾染上灰尘与污垢，因此，为了更好的保证油灰粘附的牢固性，可以使用高压水枪等设备冲洗。如果没有高压水枪，或是伤痕很小，还可以使用刷子等工具进行清洗，可以达到相同的效果。再次，在进行清洗的时候，如果保险杠上有油污之类，需要使用相应的涂料稀释液等进行涂漆的处理，保证油灰的牢固性。清洁完成以后，选择与塑料件颜色相同或相近的油灰，混合硬化剂，用刮刀涂刷油灰，将其更好的嵌入伤痕的内部，并进行填补。对涂刷好的保险杠放置大约2至3个小时，等到油灰完全凝固以后，进行下一步的打磨，保证表面的平整与光滑。连续放置7天左右，进行有效的涂漆处理，结束维修工作。但是，需要注意的是，修复完成以后，对保险杠进行全面的检查，保证维修的质量，当发现问题的时候，要及时进行处理，保证保险杠的美观度与实用性。
4结束语
综上所述，随着科学技术的不断发展，在汽车制造行业中，广泛的应用了塑料材料，代替传统汽车制造行业的金属部件，减少了汽车自身的重量，同时，增强了汽车行驶过程中的舒适度，降低了汽车生产的成本。并且，在进行汽车钣金维修的过程中，对塑料件的使用越来越多，并得到了认可，推动了汽车行业的可持续性发展。
参考文献：
[1]李然.汽车钣金维修之塑料件的维修[J].黑龙江科技信息，2015（01）：55-56.
[2]任洪光.浅谈汽车钣金维修中塑料件的维修[J].科技创新导报，2014（32）：85-86.
汽车工业与材料篇8
关键词：汽车维修汽车材料金属清洗剂近年来，科学技术飞速发展的基础上，汽车维修行业也呈现出蓬勃的发展态势，尤其在社会高速发展的今天，各种新技术、新材料的涌现为汽车维修工作提出了重大的改进依据，使得维修技术变得更加的深入和完善，逐步成为现代化工业发展的核心环节。目前的社会发展中，我们常见的维修新材料主要包含金属清洗剂、金属粘接剂以及螺栓紧固胶等，本文就针对这些新材料的应用方法和使用技术进行分析和总结，并提出了相关的预防和管理措施。
一、汽车材料概述
材料是各项工程项目中都不可缺少的一部分，也是汽车制造和维修行业中最为关键的环节。随着时代的发展，我们在生产汽车的时候将材料分为生产材料和工程材料两种。其中生产材料主要是汽车在生产的时候所需要和应用的各种材料，是汽车使用中不可缺少的一部分，更是整个汽车工作中最为关键的材料和辅助材料。而汽车工程材料主要是汽车制造商零部件相关的材料，这些材料通常都含有金属和非金属两种。随着近年来社会生产力的发展，汽车维修行业不断迎来发展的新高潮，在这种产业之中，沏茶材料的应用研究也变的日益深入，常用的材料主要有金属清洗剂、螺栓紧固胶以及粘接剂等。
二、主要的使用方法
1、金属清洗剂
金属清洗剂在目前的汽车维修工程中广泛的应用在汽车外壳表层污物的清洗工作中，其中较为常见的处理剂模式主要存在有加水稀释和溶解后使用的模式。在一般情况下，我们通常都是采用常温清洗剂对其进行清理，并且使得其在不同程度上发挥出提高清洗的效果。在目前的工作中，中高温清洗剂应用越来越多，其使用范围也越来越广泛。一般情况下，在使用的过程中没我要根据产品规格和说明来进行温度控制。而对于一些修理单位而言，在工作中的过程中肯定是材料的使用越简单越好，这就既不需要在工作中进行加温又能够保证提高清洗效果。在近年来的社会发展中，各种修理手段得到了一定程度的提高和完善，其不仅有助于提高清洗效果，更是对于使用市场需求有着重要作用与意义。就实际情况发展而言，其确实有不是约好常见在产品的应用中实现了高效清洗要求，但是其效果却差强人意，而且价格特别高，无法得到广泛的使用。这也是未来清洗剂在优化和处理中需要我们面对和解决的问题之一。
在传统的汽车维修清洗工作中，我们通常都是利用汽油、火碱作为主要的清洗手段和方法，其中汽油作为现阶段世界范围内紧缺的能源之一，其供应越来越紧张，因此在工作中以清洗剂为主来代替汽油的清洗技术在未来势在必行，也是社会发展的大势所在。就目前的使用效果和应用技术分析而言，目前的金属清洗剂应用具备着以下几个方面的特点与优势：（1）可以在通过中采用大量的清洗剂对其中存在的问题进行清洗，这对于提高清洗速度和效率大大有效，并有效地促进了清洗质量。（2）由于金属清洗剂发挥性能较低，这对于保护环境而言尤为有效，且不会在使用的时候造成火灾危险，对于保障工作人员安全也有着重要作用与意义。一般情况下，在工作的过程中只要我们充分的发挥金属清洗剂的作用和效果，就能够在工作中将所有的质量隐患进行控制和完善，进而发挥其应有的效益。（3）金属清洗剂在使用的过程中除了除去漂浮在金属表面的污物之外，我们还可以继续对其进行使用，使得其使用效率大大提高，远远超过汽油的使用效益和质量要求。不过就目前的金属清洗剂效果分析总结，其与汽油相比较还存在着一定的不足，洗后的金属零件表面干燥度也明显低于汽油清洗件。尽管如此，在一般精度的机件清洗中，金属清洗剂则完全可以取代汽油。
另外我们在维修工作中常见的清洗材料主要为火碱，这种材料在应用的过程中具备着清洗效果好、价格便宜的优势被广泛的应用在维修行业当中，但是其存在着众多优点的同时也不乏各种缺陷，主要表现在其腐蚀性好、因而在有色金属中基本上被禁止使用，甚至是在一些钢铁构件上由于精度要求高而禁用。
根据上述现象进行分析，金属清洗剂的应用效果极好，但是截至目前仍然未曾被普遍采用，根据总结得出有以下几个要点：首先，在工作的过程中旧的清洗工艺仍然占据着很大的影响，再加上在目前的工作中信息不佳，对于新的工作方法和工作技术要求极低，这就造成了在金属清洗剂的使用中存在着一定的缺陷。其次，目前金属清洗剂的生产厂家很多，其产品的清洗效果也有很大的区别。人们在选用时，容易上伪劣产品的当，当发觉买来的金属清洗液效果不佳时，往往误认为金属清洗剂都不行，从而妨碍了它的推广使用[1]。
2、金属粘接剂
金属粘接剂是近几年来被广泛采用的新材料之一，因其在零部件的裂纹修复中的奇特功效，越来越受到机修和汽修等行业的欢迎。
裂纹等的原修复工艺采用气焊或电焊的方式来进行。但在汽车上的许多构件，因为形状复杂，又属焊接性能较差的铸铁件，所以焊接时容易出现裂纹.达不到修复的目的，甚至会造成整个机件的报废。有些情况下，因不能拆卸只能在工作状态下修复，采用通常的焊接方法根本无法进行。要这些情况下，正好显示出粘接剂的优越性。
气缸体的冷冻裂纹，钢体上的蠕孔损坏是汽车发动机修理中常见的损伤。气缸体因内部结构复杂，又是较大铸铁件，焊接时要求工艺很严，有时难免因操作不当造成热焊裂纹.用金属粘接剂修补裂纹，只要按说明书上的要求。在原裂纹部位开一坡口，再在两端打上止裂孔，然后用汽油、毛刷将坡口部的金属悄末和污物除去，涂上调好的粘接剂，经一段时间的固化后就行了。更有在使用过程中的汽车，发生了类似的损坏后，完全可以在车上进行修复作业，其工艺过程要求大致与上相同。其方法简便易行又十分可靠，这是用热焊方法无法实现的[2]。
3、螺纹紧固密封胶
这种胶目前主要为厌氧密封胶，其作用一是紧固防松，二是密封防漏。从国外资料介绍的情况来看，很多机械制造业和汽车生产厂家都广泛采用这项新技术，从而使螺栓的防松和防漏游乐很大的改变。由于该胶使用后有良好的防松作用完全可以取代原来的弹簧垫圈和平垫圈。
三、结束语
随着科学技术的发展，各种新材料在汽车维修中的应用越来越广泛，因此我们对于材料性能和优势分析就显得格外重要，这对于促进汽车维修也的发展十分有益，是促进汽车维修行业高速发展的基础前提。
参考文献
汽车工业与材料篇9
【关键词】汽车；轻量化；结构设计；新型材料
据相关研究报告表明，如果汽车采用合理的轻量化技术，可以降低自身的重量、提高机械的传动效率，这样就可以提高燃油效率，降低摩擦。研究表明，汽车空载时，70%被消耗的燃油浪费在自身重量上。由此可见，汽车轻量化技术对改变汽车的自重，提高燃油效率的影响非常重要。同时，轻型化材料还可以吸收冲击的能量，提高了碰撞的安全性能。汽车轻量化技术俨然成为一个汽车发展的重要方向。汽车轻量化的内涵是运用现代的设计方法和有效手段对产品进行优化设计，或者运用新型材料，在能确保汽车综合性能指标情况下，降低汽车自重，提高燃油效率，保证安全性性能。但是，汽车轻量化不等同于小型化。不但要减轻自身重量，而且安全性、舒适性、燃油经济性要不低于原来的车型，并且在成本与价格上也不能有大的提高。现在实现汽车轻量化主要有以下几种途径：
一、合理地设计结构
在现代汽车工业中，CaD/Cam/Cae一体化技术作为轻量化技术的基础，有着重要作用，其涵盖了设计、分析、制造各个环节。利用CaD/Cam/Cae技术，可以将对汽车总体进行分析和优化，并合理进行汽车车身布局与结构设计，对车的各个部件的结构力学分析，之后从数据库中提取生成的数据进行刚度、强度计算和工程分析。同时也可以用该技术对汽车进行模拟实验分析，对轻量化汽车进行碰撞、疲劳和振动等分析。通过对汽车各个系统和部件进行分析、设计和制造，将其合理的轻量化，可以达到环保和节能。通过以上的方法，对车辆实行轻量化方法大概有以下三方面：（1）减小车结构框架和自身钢板的
重量，并对其进行刚度校核和强度校核，在确保自身性能条件下尽可能轻；（2）通过改变汽车的整体尺寸，整体变小，来减轻重量；（3）改变运动结构的方式，使结构整体变小，达到减轻重量的目的。
二、新型材料的使用
目前，高强度的轻型材料的开发备受重视，并且已经取得了实质性的进展。（1）镁铝合金，其在200°C时加工性能良好，低于200°C时，其晶体结构为六面体结构，加工性能差，如果在室温条件下进行塑性加工，会造成材料全面开裂。铝镁合金质量较铝合金轻，并且在汽车与计算机领域有了较多的应用。加上其自身加工性能好，质量轻，并能轧制成钢板，所以适用于做宇航设备和携带式电子设备的外壳。同时由于自身是金属设备，能够屏蔽泄露的电磁波。这种既质量轻，又有屏蔽性能的材料如果能够将其性能加以改进，日后应用范围会越来越广。（2）复合材料与塑料。与具有相同性能的钢比较，密度低，塑料与复合材料可以降低零件重量的35%左右，并且其强度甚至高于铝材等，成本比较低。复合材料属于纤维增强型材料，属于塑料和增强型纤维合成的材料。通常用的是玻璃纤维和热固性树脂的复合材料。复合材料具有以下优点：密度低、耐腐蚀、设计灵活美观、隔热、隔电、耐冲击等优良性能。复合材料典型代表玻璃钢，已经被广泛应用到欧美、日系车中，尤其是商用车的领域。塑料属于高分子有机物，其优点为：密度小、耐腐蚀、隔音隔热、防振、易于加工等特点，其触感与外观色泽均优于金属钢板。塑料的应用主要在汽车的内饰上，比如汽车的仪表盘、副仪表盘、车门内侧、杂物箱盖、扶手、车床、散热器等。现在随着塑料性能的提高，塑料逐步向功能件与结构件方向发展。塑料也向汽车覆盖件方向发展。（3）其他轻量型材料。精细陶瓷已经成为第三大类材料，又称高性能陶瓷、高技术陶瓷。其历史仅有20年左右，但是具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨损的力学性能和耐热冲击、耐氧化和蠕变的化学性能。精细陶瓷与传统陶瓷的根本区别在于可以从原料的选择制备、后续的制造工艺方法实施严格控制，可以制造得到实际中需要的具有不同性能要求的陶瓷材料。作为轻量化材料，精细陶瓷已经广泛应用到汽车零件上，不仅能使汽车轻量化，而且还能隔热、耐腐蚀。还可用于制造耐高温喷嘴，适合国防的需要。
随着汽车工业的发展，轻量化技术也在不断发展和成熟，可以进行多材料混合结构设计，最终达到零件与材料最佳的组合，这是汽车轻量化技术发展的目标。目前该技术在世界上还不是很成熟，未来的发展空间很大。
参考文献
[1]冯美斌.汽车轻量化技术中新材料发展和应用[J].汽车工程.2006（6）
[2]戈晓岚，徐晓静.汽车材料的现状与展望[J].汽车工程.2002
汽车工业与材料篇10
课程：汽车板金实训，
班级：17中汽1—5班
，17-5高汽修1—5班，17—5新能源，18中汽1—4班，18—3农机班。授课教师：***，
教研室主任：
***
系部主任：***
周次
节数
授课内容
教学方法、
形式、课型
备注
3
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介绍汽车钣金的设备，工具，材料及防护用品的正确使用，注意生产车间防火、防毒、防爆等人身财产的安全，汽车车身结构，汽车微损伤的修理的工艺流程。
讲授，示范指导，考核
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注:1.
本表一式四份：（本人、教研室、系部、教务处各一份，教研室主任处的一份待该学期结束后业务档案保存在本人业务档案中）。