汽车新材料产业化路程漫漫_汽车新材料产业化现状及未来发展的建议

1、2011.03 Automobile Parts 005动态与综述汽车新材料产业化路程漫漫汽车新材料产业化现状及未来发展的建议北京西杰优盛管理咨询公司 吕伟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. 料是构成汽车的物质材基础,汽车技术进步在很大程度上取决于材料技术的发展。除了汽车废气净化催化剂、纳米汽油等直接降低油耗的技术之外,汽车厂商关心的新材料研究领域主要集中在汽车轻量化方面。安全、舒适、节能、环保是汽车技术发展的永恒主题。安全和舒适的功能装备增加汽车的重量,节能和环保要求减少CO 2排放及良好的回收再利用。国外研究表明,一般情况下,车重每减轻10%,可节省燃油3%7%,汽车轻量化将会减少

4、CO 2排放。因此,汽车材料向轻量化、节省资源、环保、高性能和高功能、可再生以及可再制造等方向发展成为必然趋势。随着汽车材料技术的飞速发展,现代汽车制造材料的构成也在不断发生变化。以现代轿车用材为例,按照重量换算,钢材占汽车自重的55%60%,铸铁占5%12%,有色金属占6%10%,塑料占8%12%,橡胶占4%,玻璃占3%,其他材料(油漆、各种液体等占6%12%。汽车轻量化的重要手段之一是在保证汽车综合性能的前提下,汽车材料1.汽车新材料的发展主要围绕汽车轻量化,四类材料唱主角3%8-12%6-10%6-12%55-60%4%5-12%钢材铸铁有色金属塑料橡胶玻璃其它图1 现代汽车应用材料比例

5、表1 汽车轻量化主要应用材料优缺点比较主要材料优 点缺 点铝合金密度小、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成型、可回收再生等抗承载能力较弱镁合金密度小、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、导热导电性能好、吸振性、易成型等成本高、易腐蚀、蠕变性能和高温性能较差钛合金密度小、比强度和断裂韧性高、低温韧性良好、疲劳强度和抗裂纹扩展能力好成本高、加工性能差,切削、焊接和表面处理都较难高强度钢价格低、弹性模量高、刚性好、耐冲击性好及具有较高的疲劳强度、可以利用现有的汽车生产线耐腐蚀性差塑料及其复合材料质量小、强度高、刚性高,耐蠕变、耐腐蚀 2011.03Automobile Parts动态与综述 007Aut

6、omobile Parts 2011.03008动态与综述二是防冲挡及车门刚性结构的全铝化。三2.3 镁合金用量较小,但增速较快从汽车上使用镁合金零部件的数量看,平均用量不高,远不如铝合金。耐热性差使镁合金难以作为关键零件(如发动机零件材料在汽车等工业中得到更广泛的应用。在国内汽车工业上镁合金的应用范围也比较小,制资料显示,2010年前,北美洲国家生产的汽车中平均每辆用镁量每年会以15%速度增长,更为广到2010年达到每辆汽车用镁量超过10kg。而我泛的推广应用。国目前镁合金在汽车上平均使用量仅为1公斤/辆2011.03 Automobile Parts009动态与综述占塑料总需求量的0.4%

7、,每辆汽车塑料用量平均只有 3.3 我国新材料开发技术较落后目前我国在新材料技术领域要落后于国外,部分汽车轻1428公斤,仅占车辆总重的0.35%0.7%,并且所使量化的原材料还不能加工生产。如用于车身的铝合金主要是用的产品几乎都是泛用塑料。目前我国汽车塑料特别是中2000系、5000系、6000系和7000系,而我国目前6000系和高档汽车塑料供应严重不足,为汽车工业生产配套塑料制7000系中并不能生产全牌号的产品。品的厂家仅百十来家,技术力量也很薄弱,产品质量不稳在镁合金领域也存在同样的问题。目前,我国镁合金深定,远不能满足汽车工业飞速发展的需要。加工的能力非常有限,“十五”“十一五”期间

8、,我国开发的压铸件产品大多是小件,简单件,较低温度下工作的非受力壳类件,附加值较低,开发的板材最大幅度只达到600mm,成本较高,还不能用于生产和制造汽车内衬板等重要的汽车零件;镁合金型材存在着挤压速率低,校直难,3.1 造价成本较高成本高的问题,还没有在汽车上得到大量的应用。相对于钢铁材料而言,目前铝镁钛等合金的造价成本较高,尤其是在车身材料的选择上,汽车制造商选择新材 3.4 我国汽车制造业技术水平相对落后料的比较少。以铝合金为例,宝马制造了铝钢材料混用的目前,我国虽已成为汽车生产大国,但在技术水平上,车身结构(宝马5系即是钢制车身和铝制车首,X5仅在车我国汽车技术项目的整体研发能力仅处于

9、中等水平,科技研身前半部用上了少数铝合金零件,其整体结构仍为钢发水平平均落后世界领先水平5年左右,汽车新材料的开发制,不过仅仅是这种混合结构,就已经使得制造成本增和研究工作也要落后于世界先进水平。加了25%;而“全铝合金车款”除了一些高档车,对于同时,由于国产汽车低成本的要求,汽车生产厂商采用推出这类车型有兴趣的制造商更少。由于铝金属价格昂新材料的意愿也相对较弱。贵,且在制造和维修上都很困难,因此汽车制造商更倾向于选择高强度碳钢来替代普通钢材。3.2 新材料的某些特性也阻碍其发展我国汽车材料技术与汽车技术的发展基本同步,从早期还是以铝合金为例。铝具有在受热后体积大幅膨胀的主要靠引进到现在基本形

10、成了完备的产业规模,并形成产学金属特性,更使得铝制车用零件的制造难度大大增加,在研一体的具有可持续发展的技术体系。然而,我国在汽车新焊接车身时必须使用特制夹钳,并采用特殊工艺才能将铝材料研究领域起步较晚,与发达国家相比存在一定的差距。制零件固定在特定位置。包括通用汽车在内的国际性大车从总体上看,我国汽车材料领域的现状还不能完全满足国内厂仍无法将铝合金广泛应用在旗下各车型上,主要原因就汽车工业发展的需要。是考虑到处理铝制零件的特殊设备无法在遍布全球的组装要较好的实现汽车材料产业化,有如下几点建议:厂与维修点广泛普及。1加强技术攻关,充分利用资源,降低成本。技术攻3.新材料行业的发展存在众多的阻碍

11、因素4.对于汽车新材料产业化的几点建议关可以从两个方面进行：一方面是进一步增 强国家与国家之间的合作，组织国内的企 业、学校等机构与国外的企业、学校共同进 行项目开发，优势互补，最终实现互惠互 利；另一方面是企业自身加强技术攻关，尤 其是原材料生产企业。以镁为例，我国镁的 蕴藏量十分丰富，近年来中国的原镁产量、 出口量连续位居世界首位，但其中的80用 于出口。加强在镁合金领域的技术攻关，消 除镁合金技术瓶颈，将镁合金的资源优势转 化为产业优势，那么镁合金在汽车领域的成 本制约就会大大减小，其使用比率也会大幅 度提高。 2）加强产业整合，汽车企业之间、汽车 生产企业和材料供应商之间构建联盟，衔接 产业链，实现材料研发与应用研发同步，共 同推进新材料产业化。汽车行业采用的材料 系列与品种繁杂、数量少，使汽车专用材料 的产量难以达到经济规模；而构建联盟之 后，以先进的原材料产业做基础，以制造业 为后盾，可以充分增加相关专用材料的需求 量，实现规模经济。 3）建议国家出台鼓励