當前,世界汽車工業(yè)面臨著兩大嚴峻的挑戰(zhàn):油價不斷飆升,環(huán)保要求日益嚴格,也就是說汽車應一年比一年有更高的燃油效率,更低的溫室氣體排放,更高的安全性與更好的乘座舒服性。要達到這些目標,在當前的條件下最可取的措施無非是:大力發(fā)展新能源的清潔環(huán)保車;在保證安全與乘座舒適前提下,大力改進設計與采用鋁材以降低車的自身質(zhì)量。這兩條道路應齊頭并進,不管走哪條發(fā)展道路,鋁材在今后長期的汽車發(fā)展進程中都將起著至關(guān)重要的作用,在可預見的時期內(nèi),還不可能有一種材料會取代鋁而成為占統(tǒng)治地位的汽車材料。
鋁及鋁合金打造現(xiàn)代汽車的新潮流
輕量化是現(xiàn)代轎車的追求,盡量多的采用鋁制零部件是實現(xiàn)輕量化最可取的措施。時下,鋁(用作導線)及鋁合金是當前及未來汽車的理想材料。在制造廠追求輕量化、政府倡導節(jié)能減排與消費者追求高性能的作用下,鋁合金材料在汽車領域的應用獲得了長足進展。自上世紀90年代以來,鋁合金材料使用量在轎車上翻了一番,在輕卡上增加了2倍。目前,鋁已成為汽車工業(yè)第三大類最常用的材料,僅次于鋼及鑄鐵。輪轂就是一個最明顯的實例。上世紀80年代,大部分轎車就用上了鍛鋁輪轂,大多數(shù)轎車用的是低壓鑄造的鋁合金輪轂,其顯著優(yōu)點是:1、舒適。鋁合金輪轂真圓度好,滾動阻力減少,與一般的鋼輪轂相比,具有更強的吸收震動及彈力功能,所以乘座舒適性得以提高;2、亮麗。鋁合金的抗蝕性強,經(jīng)久耐用,不會生銹,可長期保持熠熠生輝的亮麗光澤,使汽車的整體美得到更為完美的體現(xiàn);3、節(jié)能減排。輪轂質(zhì)量每減輕1kg,1L汽油可多行駛800m,而每少用1L汽油,可減少CO2排放1270L,使用鋁合金輪轂的經(jīng)濟效益與社會效益十分明顯;4、安全。鋁合金的熱導率高,能有效地防止輪胎磨損異常而導致爆胎現(xiàn)象的產(chǎn)生。
近20年來,轎車技術(shù)的最明顯的變化之一是大量使用了輕質(zhì)材料,出現(xiàn)了許多用鋁與塑料制的零部件,其中鋁及鋁合金的用量最多,集中在車身構(gòu)件、發(fā)動機、空調(diào)器、保險杠、車輪、裝飾件、車座等方面。今后10年或20年內(nèi),除了繼續(xù)提高這些方面的鋁化率外,提升鋁鈑金件的量是其重點。2011年,日本轎車用的鋁及鋁合金中,鑄造鋁合金占82%、加工材及鍛件占18%;美國轎車的分別為70%及30%;德國轎車的分別為78%及22%左右。而在加工材及鍛件用量中,擠壓材約占30%、板及箔約占68.5%、鍛件僅占1.5%左右。提升車身的鋁化率,也就是說增加鋁板在汽車中的應用是今后汽車用材的發(fā)展趨勢,鋁板在汽車中的應用大有潛力。
國外總投資約12億美元 掀起擴大汽車鋁薄板產(chǎn)能浪潮
從2010年下半年開始,國外平軋鋁產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)掀興了一股改擴建汽車鋁薄板帶項目的浪潮,這是鋁軋制工業(yè)一次前所未有的為了生產(chǎn)一種產(chǎn)品所進行的大規(guī)模改擴建工程,總投資超過12億美元,對5大洲8國4家跨國鋁業(yè)公司(不含中國的)的13個工廠的汽車薄板帶生產(chǎn)線進行頂尖的技術(shù)改擴建,大致可于2013年全部完成,新增生產(chǎn)能力約600kt/a。
諾威力鋁業(yè)公司(Novelis)投資2億美元對其位于紐約州的工廠改擴建,以適應市場對這種板材高速持續(xù)增長的需求。擴建工作完成后,汽車鋁合金薄板的生產(chǎn)能力可達200kt/a,為諾威力公司北美地區(qū)這類產(chǎn)品現(xiàn)行總產(chǎn)能的5倍。新建的2條汽車板專業(yè)生產(chǎn)線2013年投產(chǎn),2014年達產(chǎn)。
投資約4億美元對在亞洲的3個工廠進行改擴建,使韓國的2個廠(諾威力-大韓鋁業(yè)公司)與馬來西亞的1個廠的生產(chǎn)能力增加400kt/a,由2011年的600kt/a上升到2013年的1000kt/a。當然這400kt/a產(chǎn)能不全是汽車板,還含罐料、PS板基、鋁箔帶坯等。
投資約6千萬美元以擴大巴西平達鋁業(yè)公司汽車板、罐料帶卷的生產(chǎn)能力。
美國鋁業(yè)投資3億美元對艾奧瓦州(Iowa)達文波特軋制廠(Davenport)進行的改擴建,對一個工廠投資這么多進行改擴建在世界鋁平軋企業(yè)發(fā)展史上尚無先例,擴建工作計劃于2013年完成。改擴建目標是為了向世界汽車工業(yè)提供更多更優(yōu)質(zhì)的鋁合金板帶材。
另外,Alcoa951專利技術(shù)也可以于今后在鋁工業(yè)行業(yè)獲得推廣,這是一種車輛組裝連接技術(shù)的新工藝,它的要點是在連接組裝前對鋁合金薄板、擠壓材、鑄件進行表面處理,汽車廠的生產(chǎn)試驗與試用證明,它們的連接強度比汽車工業(yè)應用的鈦鋯(titanium Zirconium)連接強度高3~8倍。
達文波特軋制廠是世界最大的鋁板帶軋制廠之一,擁有世界獨一無二的5588mm的熱粗軋機,生產(chǎn)的厚板、薄板與帶材在航空航天、兵器、國防、乘人車、商用車、軌道車輛及其他工業(yè)部門都獲得了廣泛的應用。這次改擴建得到政府的大力支持,并在稅收、金融、研究與發(fā)展信貸等方面給予了諸多優(yōu)惠。
達文波特軋制廠原是一個以生產(chǎn)厚板為主的企業(yè),投產(chǎn)于1972年,期間經(jīng)過幾次改擴建,而這次改擴建是最大的,增加了汽車薄板專業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),自此以后它將成為全球最大的生產(chǎn)交通運輸裝備所需的各種鋁及鋁合金板材的頂尖企業(yè),厚度從>0.2mm~≤280mm、而寬度≤5400mm板材,不但可生產(chǎn)矩形截面的,而且可以生產(chǎn)世上最大的制造LNG(液化天然氣)巨大貯罐的變截面板材,其厚端最大厚度為170mm或更大些。該廠的這次改擴建為中國在建的與即將建設的這類企業(yè)提供了一個很好的樣板。
諾威力鋁業(yè)公司(Novelis)被確定為全新埃沃奎系列越野車(all-new Range Rover Evoque)鋁薄板獨家供應商。這一系列埃沃奎越野車都省油。2011年7月上旬埃沃奎汽車公司在利物浦(Liverpool)建成了首條專業(yè)鋁板金件加工線。
埃沃奎越野車的特點是,蓋(hood)、車頂(roof)和結(jié)構(gòu)件都是用諾威力公司的汽車鋁合金薄板,車頂?shù)脑O計極為領先,首次應用諾威力公司的新型高強度鋁合金Anticorodal-600px(Ac-600PX)制造,它既有高的強度性能又有良好的成形性,是一種優(yōu)秀的車體鈑金件合金,其抗拉強度比典型汽車鋁合金薄板的約高20%,而其成形性能比任一其他高強度合金的都好,由于合金強度的提高,汽車板的厚度可減薄15%以上,因而使其成為一種制造蓋板件、車身翼子板(Fender)、頂板、門板等之類鈑金件的理想合金。
諾威力鋁業(yè)公司為杰戈娃(美洲虎,Jaguar)蘭德·羅孚(陸虎,Land Rover)汽車(含美洲虎XJ.XF.XK型),以及蘭德·羅孚保衛(wèi)者汽車(Land Rover Defender)、發(fā)現(xiàn)者汽車(Discovery)、系列羅孚(Range Rover)汽車,以及系列羅孚運動車(Range Rover Sport)提供鋁合金板已有20余年,為它們自身質(zhì)量的下降做出了很大貢獻。
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