從汽車發(fā)明之初,鋁就曾經(jīng)介入過汽車的制造,尤其是在上世紀2、30年代以后,賽車運動的發(fā)展使得輕質(zhì)的鋁材越來越頻繁地出現(xiàn)在車身之上。不過,鋁雖然輕質(zhì)而且易成型,但非常容易燃燒,損壞后難以恢復原形,所以一直沒有在實際的大批量生產(chǎn)中得到推廣。到了90年代中期,以奧迪為代表的歐洲汽車公司開始使用經(jīng)過高科技處理過的鋁材料制造車身,其結(jié)果是以A8這樣龐大的車身,能夠如中級車般的迅捷,但鋁材料的固有缺點依然存在,其昂貴的成本更使之局限于豪華車領(lǐng)域。
與普通的鋁材料不同,用來制造汽車的鋁材是一種高科技的新材料,硬度比普通鋁板高1.5倍,同時也具有良好的沖壓加工性。這種材料在沖壓加工時較軟便于拉伸與裁剪,然后通過涂裝即熱處理,硬度會提高近1倍。雖然這類板材成本是鋼板的2倍,但質(zhì)量可減輕50%,并且點焊工作量也減少30%以上,同時還具有阻燃的作用,是一種十分理想的造車材料。在具體的車輛制造當中,以奧迪A8為例,使用所謂的全鋁車身框架結(jié)構(gòu)(ASF)——由鋁擠壓成型的多種盒形斷面的梁構(gòu)成車身框架,再覆蓋上沖壓加工制造成型的鋁合金板,使車身質(zhì)量減輕40%,剛度則提高60%,焊點減少40%,性能有了明顯的提升。
采用鋁材料的一大好處是安全性得到顯著的提高。由于鋁材的吸能性好,在碰撞中的安全性有明顯的優(yōu)勢,汽車前部的變形區(qū)在碰撞時會產(chǎn)生皺折,能吸收大量的沖擊力,從而保護了后面的乘坐區(qū)。除了板材的吸能作用之外,又由于整車自身質(zhì)量的減輕,在碰撞時產(chǎn)生的動能也會減小,也能相應降低沖擊力。其次,當然在于其明顯減輕的自重,這樣在相同的技術(shù)條件下,動力有了百分之三四十的增加,而且其靈活與精準的操控也是讓行家特別贊譽的地方。此外,從節(jié)能環(huán)保與廢棄材料的再利用方面鋁車身也有十分明顯的優(yōu)勢。
不過,鋁材料本身依然會與少部分的鋼混合起來使用,一些固有的缺陷也十分明顯:首先是工藝復雜,需要良好的組織,甚至連生產(chǎn)裝配線都與眾不同——不能夠利用傳統(tǒng)的磁性吸力來運輸轉(zhuǎn)移大件的零配件。其次,其材質(zhì)的延伸率依然比鋼差,所以一旦發(fā)生受損、尤其是碰撞之類的事故,車外殼往往不能恢復原形,只能徹底更換新部件。然而,對于平時日常遭遇到的小擦碰而言,如此的維修方式代價可能過于昂貴了。最后,當然是整體成本比較高,讓技術(shù)僅僅局限于A8、捷豹XJ以及路虎攬勝等高端車系。
現(xiàn)代汽車的輕量化技術(shù)發(fā)展迅速,近年來碳纖維以及各種新開發(fā)的高分子材料也越來越多地被引進到汽車之上,因此鋁材也有進一步改進的需要——從現(xiàn)有的技術(shù)條件看,更硬更輕的新型高科技鋁確實可能有著不錯的實際應用前景,但其成本過高一直是困擾著鋁替代鋼材的最大問題。
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