鋁鎂輕合金助力汽車輕量化
3月15日~16日，由北京佰匯方略信息諮詢有限公司與上海汽車集團股份有限公司主辦的“2018（第五屆）中國汽車輕量化技術-鋁鎂輕合金應用合作峯會”在上海召開，會議同期還舉辦了“2018年中國新能源汽車核心技術與電池電機用鋁合金材料研討會”。本次會議的主題是“鋁鎂輕合金助力汽車輕量化”。來自上汽集團、北汽、一汽、廣汽、長安汽車、衆泰汽車、匯衆汽車、長江汽車、蔚來汽車、獵豹汽車、本田汽車等汽車制造廠商、零部件生產企業及有色金屬原材料生產及研究單位等200餘位代表集聚一堂，共同就汽車輕量化鋁鎂應用發展近況、汽車輕量化解決方案、汽車輕量化產業鏈企業合作對接等熱點問題展開了激烈的探討和深入的交流。
“雙積分”政策推動汽車輕量化發展
隨着全球汽車排放法規日益嚴苛，輕量化成爲車企實現節能減排的重要手段之一。鋁、鎂合金由於其密度低，成爲優異的汽車輕量化材料。其中鋁合金由於其良好的變形加工性、鑄造與鍛造性和可切削性、良好的耐腐蝕性和表面可處理性以及可回收再利用等材料特性，在汽車領域的應用也得到了快速發展。
根據2017年11月中國政府發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》，我國汽車單車用鋁目標爲：2020年達到190kg、2015年達到250kg、2030年達到350kg；單車用鎂目標爲：2020年達到15kg、2015年達到25kg、2030年達到45kg。未來汽車用鋁、鎂將有較大的發展空間。
此外，2017年9月28日，工信部、財政部等五部委聯合公布了《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》，提出未來對企業的油耗積分和新能源積分將實行並行管理，汽車制造商除了需要降低燃油消耗來獲取油耗正積分，還必須出售足夠數量的新能源汽車才能獲得相應的新能源積分。
這意味着，爲了適應雙積分的市場要求，車企一方面需要在傳統油耗方面進一步推動輕量化技術，提升傳統發動機的節能減排技術；同時還需要提升新能源汽車的產量。而對於新能源汽車來說，在電池技術沒有得到創新性的發展情況下，材料輕量化是提升新能源車續航裏程的重要路徑。研究表明，重量降低10%，新能源汽車續航裏程能增加5.5%。因此，新能源汽車對輕量化要求也更加迫切，這也將進一步推動車企輕量化技術的應用。
“汽車輕量化的目標已經明確，鋁、鎂合金今後將是汽車輕量化的主流材料。乘用車的車身四門兩蓋、保險槓、防撞樑、熱交換系統、底盤系統、動力電池箱、電機殼零部件的鋁化率必將大幅提升。2020年以後，汽車輕量化材料將開啓鋁、鎂合金批量應用的時間窗口。”北京佰匯方略信息諮詢有限公司總經理王登文在大會致辭中說道。
全產業鏈合作推動鎂合金部件應用
相比鋁合金，鎂合金質量更輕，鎂的重量只有鐵的22%，鋁的66%，同時，鎂合金相對強度最高，比剛度接近鋁合金和鋼，遠高於工程塑料，具有良好的抗震減噪性能，具有電磁屏蔽等特性。
盡管減重效果更佳，但鎂合金的用量增長卻較爲緩慢。“目前制約鎂合金批量應用困難在於鎂合金的腐蝕、低成本高性能鎂合金開發、鎂合金與異質材料的連接、鎂合金壓鑄零部件廢品率高、鎂合金變形加工差等問題急需解決。”重慶長安汽車股份有限公司鄧燕君博士在發言時指出。
對於鎂合金成本偏高的問題，重慶博奧鎂鋁金屬制造有限公司查建雙副總經理表示，由於鎂合金單價高，加上原先鎂合金材料生產企業與汽車整車廠結合程度不高，導致一些過剩設計，從而使鎂合金零部件價格偏高。但他指出，目前通過與汽車整車廠緊密聯系，進行前期的設計、工藝的優化，已經可以將成本降低。
盡管仍存在一些需要解決的問題，但鎂合金在汽車領域應用的前景依然看好。根據《節能與新能源汽車技術路線圖》，2030年單車鎂合金用量目標爲45kg，而據統計，2016年，我國汽車平均鎂合金用量只有3kg左右，鎂合金在未來汽車輕量化應用市場廣闊，潛力無限。
鄧燕君表示，基於傳統汽車特別是新能源汽車對輕量化的迫切需求，鎂合金優勢非常明顯，在汽車上的用量會逐步提升。她透露，目前鎂合金方向盤骨架已經在長安汽車實現量產，在長安汽車正在規劃的新能源車型中，鎂合金轉向支撐和座椅骨架未來將得批量應用。
鄧燕君建議，鎂合金是較爲理想的汽車輕量化材料之一，爲了推動鎂合金在汽車上的應用，汽車主機廠應該與鎂合金零部件廠、原材料供應商、研究機構緊密聯系，從全產業鏈合作去推動鎂合金部件的應用。
多材料混合車身是未來發展方向
鋁鎂應用比例將上升
在輕量化材料的選擇上，“合適的材料通過合適的工藝用在合適的地方”是衆多汽車主機廠商在會上強調最多的一句話。
浙江衆泰新能源汽車有限公司高級經理金泉軍表示，對於汽車輕量化，汽車主機廠要考慮在確保汽車綜合性能指標的前提下，盡可能降低汽車產品自身重量，以達減重、節能、減排、安全的綜合指標，同時還要保證汽車行駛的安全性、耐撞性、抗震性以及舒適性，並且汽車造價不被大幅提高。
杭州長江汽車有限公司副總經理熊飛認爲，鋁合金是未來非常優秀的輕量化材料，在市場層面，“全鋁”就是金字招牌，但鋁合金在車身的應用也面臨着高強鋼材、復合材料等其他材料的挑戰。
上海汽車集團股份有限公司乘用車公司高級經理倪雷也表示，盡管鋁合金是非常具有前景的輕量化材料，但對於車企來說，效益是企業考慮的一個重要因素，需要鋁合金材料企業進一步降低成本。
而對於未來車身材料的發展，汽車主機廠商普遍認爲，多材料混合車身將是未來發展方向。“混合材料車身較好地兼顧了輕量化、工藝性、安全性和成本等各方面的需求，未來汽車車身用材必然是鋁合金、鎂合金、高強鋼和復合材料等多種材料集成的混合材料車身。”廣汽汽車集團股份有限公司汽車工程研究院劉建才博士發言時說。
對於鋁、鎂等優秀輕質材料的應用，與會代表普遍認爲，隨着鋁、鎂材料通過單一合金的循環回收和再生利用、成品率的提高以及主機廠的量化應用，其在汽車輕量化材料中的應用比例將明顯上升。
輕量化
輕量化已經成爲汽車工業發展的必然趨勢，汽車制造企業已經把輕量化工作融入了產品研發過程中，但輕量化技術發展和應用僅靠整車企業是不夠的，還需要零部件生產企業、基礎原材料企業、研究機構的共同協同努力，需要產業鏈上下遊的通力合作。相信隨着第五階段油耗的實施、“雙積分”政策的落地以及新能源汽車的發展，將給汽車輕量化帶來進一步驅動力，推動鋁、鎂合金等輕量化材料的新的發展應用。（史愛萍）
