硅鋁合金在汽車上的應用是全球汽車制造業行動最早也是應用較成功的行業,更是在交通運輸領域用鋁量最大的一個行業。中國“十一五”發展規劃中明確汽車輕量化目標:2010年內乘用車新車平均油耗2010年比2003年要減少15%;汽車自重減輕10%;每輛汽車平均用鋁量將由過去的60公斤增長到148公斤。隨著汽車減重的日益盛行,鋁材在汽車上的用量將明顯增加。
鋁金屬具有重量輕、強度高、成型性、抗腐蝕和可回收再利用等特性。因而,在汽車材料上占據最大優勢。據統計,2006年歐、美、日、韓的乘用汽車(指轎車與客車)平均用鋁量已達到150公斤/輛。2009年對67種輕型汽車(歐洲49種;日本18種)調查顯示:平均用鋁量超過182公斤/輛。
當前,汽車用鋁合金材料在快速增長。眾所周知,每輛汽車有25000個零件,需要600多種鋼材。但是汽車的輕型化發展,使鋁成為鋼的重要競爭對手,鋼的用量在逐漸減少,而鋁的用量則在漸漸增多。汽車每使用1公斤鋁,可降低自身質量2.25公斤,減輕效應達125%,減少廢氣排放2公斤。鋁合金替代傳統的鋼鐵制造汽車,可使整車質量減輕30%——40%。當前全世界不僅耗鋁量的10%~14%用于汽車制造業;而且鋁合金材料的使用量也以每年10%的速度增長。
汽車用鋁合金材料品種繁多。汽車用鋁合金材料有鑄造鋁合金和變型鋁合金兩大類。鑄造鋁合金主要用于發動機上的部分零件及變速箱、制動器、轉向器等。近年來,由于發動機缸體、變速箱殼體、輪轂等一批大型鋁合金汽車零件的開發和應用,使得汽車用鑄造鋁合金獲得迅猛的發展。變型鋁合金則主要用在汽車的散熱系統、車身、底盤等部位上。近年來,由于汽車散熱系統、車身鋁合金化進程的加快,使汽車用變型鋁合金材料也在迅速增長。
汽車使用鋁合金材料所表現出的優點是多方面的。首先是減重效果明顯,其中又以輪轂最為顯著,從四輪轎車到十輪大客車,使用鋁輪轂,每個輪可減重2~18.5公斤,每輛車可減重8~74公斤,即減輕重量29%~44%;第二是節能效果十分可觀。據統計,車重每降低10%,燃料消耗可降低5.6%;第三是乘客的舒適性和安全性獲得提高。若車重減輕37%,發動機輸出功率可提高40%;車重減輕25%;同時使用鋁合金車輪,由于震動變小可使用更輕的緩沖器;由于是在不減少汽車容積的情況下使用鋁合金材料而減輕汽車自重,因此使汽車更加穩定,乘客空間變大,在受到沖擊時鋁結構能吸收分散更多的能量,因而更加安全和舒適;第四是在減少污染、改善環境方面。由于汽車重量的減輕,導致了燃料消耗的下降,所以可減少尾氣的排放,有利于環境的改善。據介紹,若車重減少50%,二氧化碳的排放量可減少13%;第五是汽車報廢后,有利于鋁的回收再利用,因為鋁是能最大限度回收的材料,目前回收率為85%,有80%左右的再生鋁用于汽車工業,汽車用鋁中有60%來自回收的廢鋁。
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