汽車新材料產(chǎn)業(yè)化路程漫漫_汽車新材料產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及未來發(fā)展的建議

1、2011.03 Automobile Parts 005動態(tài)與綜述汽車新材料產(chǎn)業(yè)化路程漫漫汽車新材料產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及未來發(fā)展的建議北京西杰優(yōu)盛管理咨詢公司 呂偉Industrialization ofNew Auto-material Run on Boundless RoadStatus quo and Future Development of Industrialization of New Auto-materialAuto-material technology and development of auto-technology are basically kept in the sa

2、me pace in China, complete industrial scale is formed in base at present from early time of mainly depending on import, and formed technical system in continuous development in one unity with learning, researching and production. However, start-up was a little late in area of researching for new aut

3、o-material, and there is still a certain distance away as comparing with that of developed country. 料是構(gòu)成汽車的物質(zhì)材基礎(chǔ),汽車技術(shù)進(jìn)步在很大程度上取決于材料技術(shù)的發(fā)展。除了汽車廢氣凈化催化劑、納米汽油等直接降低油耗的技術(shù)之外,汽車廠商關(guān)心的新材料研究領(lǐng)域主要集中在汽車輕量化方面。安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保是汽車技術(shù)發(fā)展的永恒主題。安全和舒適的功能裝備增加汽車的重量,節(jié)能和環(huán)保要求減少CO 2排放及良好的回收再利用。國外研究表明,一般情況下,車重每減輕10%,可節(jié)省燃油3%7%,汽車輕量化將會減少

4、CO 2排放。因此,汽車材料向輕量化、節(jié)省資源、環(huán)保、高性能和高功能、可再生以及可再制造等方向發(fā)展成為必然趨勢。隨著汽車材料技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成也在不斷發(fā)生變化。以現(xiàn)代轎車用材為例,按照重量換算,鋼材占汽車自重的55%60%,鑄鐵占5%12%,有色金屬占6%10%,塑料占8%12%,橡膠占4%,玻璃占3%,其他材料(油漆、各種液體等占6%12%。汽車輕量化的重要手段之一是在保證汽車綜合性能的前提下,汽車材料1.汽車新材料的發(fā)展主要圍繞汽車輕量化,四類材料唱主角3%8-12%6-10%6-12%55-60%4%5-12%鋼材鑄鐵有色金屬塑料橡膠玻璃其它圖1 現(xiàn)代汽車應(yīng)用材料比例

5、表1 汽車輕量化主要應(yīng)用材料優(yōu)缺點比較主要材料優(yōu) 點缺 點鋁合金密度小、比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成型、可回收再生等抗承載能力較弱鎂合金密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、吸振性、易成型等成本高、易腐蝕、蠕變性能和高溫性能較差鈦合金密度小、比強(qiáng)度和斷裂韌性高、低溫韌性良好、疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好成本高、加工性能差,切削、焊接和表面處理都較難高強(qiáng)度鋼價格低、彈性模量高、剛性好、耐沖擊性好及具有較高的疲勞強(qiáng)度、可以利用現(xiàn)有的汽車生產(chǎn)線耐腐蝕性差塑料及其復(fù)合材料質(zhì)量小、強(qiáng)度高、剛性高,耐蠕變、耐腐蝕 2011.03Automobile Parts動態(tài)與綜述 007Aut

6、omobile Parts 2011.03008動態(tài)與綜述二是防沖擋及車門剛性結(jié)構(gòu)的全鋁化。三2.3 鎂合金用量較小,但增速較快從汽車上使用鎂合金零部件的數(shù)量看,平均用量不高,遠(yuǎn)不如鋁合金。耐熱性差使鎂合金難以作為關(guān)鍵零件(如發(fā)動機(jī)零件材料在汽車等工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。在國內(nèi)汽車工業(yè)上鎂合金的應(yīng)用范圍也比較小,制資料顯示,2010年前,北美洲國家生產(chǎn)的汽車中平均每輛用鎂量每年會以15%速度增長,更為廣到2010年達(dá)到每輛汽車用鎂量超過10kg。而我泛的推廣應(yīng)用。國目前鎂合金在汽車上平均使用量僅為1公斤/輛2011.03 Automobile Parts009動態(tài)與綜述占塑料總需求量的0.4%

7、,每輛汽車塑料用量平均只有 3.3 我國新材料開發(fā)技術(shù)較落后目前我國在新材料技術(shù)領(lǐng)域要落后于國外,部分汽車輕1428公斤,僅占車輛總重的0.35%0.7%,并且所使量化的原材料還不能加工生產(chǎn)。如用于車身的鋁合金主要是用的產(chǎn)品幾乎都是泛用塑料。目前我國汽車塑料特別是中2000系、5000系、6000系和7000系,而我國目前6000系和高檔汽車塑料供應(yīng)嚴(yán)重不足,為汽車工業(yè)生產(chǎn)配套塑料制7000系中并不能生產(chǎn)全牌號的產(chǎn)品。品的廠家僅百十來家,技術(shù)力量也很薄弱,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)在鎂合金領(lǐng)域也存在同樣的問題。目前,我國鎂合金深定,遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)飛速發(fā)展的需要。加工的能力非常有限,“十五”“十一五”期間

8、,我國開發(fā)的壓鑄件產(chǎn)品大多是小件,簡單件,較低溫度下工作的非受力殼類件,附加值較低,開發(fā)的板材最大幅度只達(dá)到600mm,成本較高,還不能用于生產(chǎn)和制造汽車內(nèi)襯板等重要的汽車零件;鎂合金型材存在著擠壓速率低,校直難,3.1 造價成本較高成本高的問題,還沒有在汽車上得到大量的應(yīng)用。相對于鋼鐵材料而言,目前鋁鎂鈦等合金的造價成本較高,尤其是在車身材料的選擇上,汽車制造商選擇新材 3.4 我國汽車制造業(yè)技術(shù)水平相對落后料的比較少。以鋁合金為例,寶馬制造了鋁鋼材料混用的目前,我國雖已成為汽車生產(chǎn)大國,但在技術(shù)水平上,車身結(jié)構(gòu)(寶馬5系即是鋼制車身和鋁制車首,X5僅在車我國汽車技術(shù)項目的整體研發(fā)能力僅處于

9、中等水平,科技研身前半部用上了少數(shù)鋁合金零件,其整體結(jié)構(gòu)仍為鋼發(fā)水平平均落后世界領(lǐng)先水平5年左右,汽車新材料的開發(fā)制,不過僅僅是這種混合結(jié)構(gòu),就已經(jīng)使得制造成本增和研究工作也要落后于世界先進(jìn)水平。加了25%;而“全鋁合金車款”除了一些高檔車,對于同時,由于國產(chǎn)汽車低成本的要求,汽車生產(chǎn)廠商采用推出這類車型有興趣的制造商更少。由于鋁金屬價格昂新材料的意愿也相對較弱。貴,且在制造和維修上都很困難,因此汽車制造商更傾向于選擇高強(qiáng)度碳鋼來替代普通鋼材。3.2 新材料的某些特性也阻礙其發(fā)展我國汽車材料技術(shù)與汽車技術(shù)的發(fā)展基本同步,從早期還是以鋁合金為例。鋁具有在受熱后體積大幅膨脹的主要靠引進(jìn)到現(xiàn)在基本形

10、成了完備的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,并形成產(chǎn)學(xué)金屬特性,更使得鋁制車用零件的制造難度大大增加,在研一體的具有可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)體系。然而,我國在汽車新焊接車身時必須使用特制夾鉗,并采用特殊工藝才能將鋁材料研究領(lǐng)域起步較晚,與發(fā)達(dá)國家相比存在一定的差距。制零件固定在特定位置。包括通用汽車在內(nèi)的國際性大車從總體上看,我國汽車材料領(lǐng)域的現(xiàn)狀還不能完全滿足國內(nèi)廠仍無法將鋁合金廣泛應(yīng)用在旗下各車型上,主要原因就汽車工業(yè)發(fā)展的需要。是考慮到處理鋁制零件的特殊設(shè)備無法在遍布全球的組裝要較好的實現(xiàn)汽車材料產(chǎn)業(yè)化,有如下幾點建議:廠與維修點廣泛普及。1加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān),充分利用資源,降低成本。技術(shù)攻3.新材料行業(yè)的發(fā)展存在眾多的阻礙

11、因素4.對于汽車新材料產(chǎn)業(yè)化的幾點建議關(guān)可以從兩個方面進(jìn)行：一方面是進(jìn)一步增 強(qiáng)國家與國家之間的合作，組織國內(nèi)的企 業(yè)、學(xué)校等機(jī)構(gòu)與國外的企業(yè)、學(xué)校共同進(jìn) 行項目開發(fā)，優(yōu)勢互補(bǔ)，最終實現(xiàn)互惠互 利；另一方面是企業(yè)自身加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，尤 其是原材料生產(chǎn)企業(yè)。以鎂為例，我國鎂的 蘊(yùn)藏量十分豐富，近年來中國的原鎂產(chǎn)量、 出口量連續(xù)位居世界首位，但其中的80用 于出口。加強(qiáng)在鎂合金領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)，消 除鎂合金技術(shù)瓶頸，將鎂合金的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn) 化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，那么鎂合金在汽車領(lǐng)域的成 本制約就會大大減小，其使用比率也會大幅 度提高。 2）加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)整合，汽車企業(yè)之間、汽車 生產(chǎn)企業(yè)和材料供應(yīng)商之間構(gòu)建聯(lián)盟，銜接 產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)材料研發(fā)與應(yīng)用研發(fā)同步，共 同推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)化。汽車行業(yè)采用的材料 系列與品種繁雜、數(shù)量少，使汽車專用材料 的產(chǎn)量難以達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模；而構(gòu)建聯(lián)盟之 后，以先進(jìn)的原材料產(chǎn)業(yè)做基礎(chǔ)，以制造業(yè) 為后盾，可以充分增加相關(guān)專用材料的需求 量，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。 3）建議國家出臺鼓勵