汽车轻量化迫在眉睫 铝压延材迎来机遇

汽车步入环保时代

汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。研究表明，汽车发动机每燃烧1千克汽油，需要消耗15千克新鲜空气，同时排出150克～200克一氧化碳、4克～8克碳氢化合物、4克～20克氮氧化合物等污染物。所以说汽车轻量化对于提高整车的燃油经济性，减少PM2.5排放具有重要的意义。

根据国际权威机构的调查显示，汽车整备质量每减少100千克，百公里油耗可降低0.3～0.6升。当汽车重量从2500千克降低到750千克时，每升汽油行驶的公里数从约5公里上升到约25公里，相应排出的二氧化碳量从约400克/公里下降到约100克/公里。

除此之外，车身变轻对于车辆稳定性、舒适性、安全性等方面都大有裨益，因此受到众多汽车企业的高度认同和重视。在构成汽车的2万多个零件中，约有86%为金属材料，因此可以通过使用轻金属来减轻汽车自重，而汽车铝化率达到60%以上也是完全可取的。在汽车制造领域，铝合金是应用最广泛的轻量化材料，全球目前约有12%～15%的耗铝量用于汽车工业，有些发达国家甚至已超过25%。北美汽车调查显示，铝的使用量将在2012年达到每辆车156千克，在2025年这个数字将达到249千克。

那么，汽车工业“以铝代钢”的节能效果究竟有多大?数据显示，汽车每使用1千克铝，可减轻自重2.25千克，减少废气排放20千克。关键汽车零部件使用高强度钢仅能减少10%的车重，而使用铝则能减少40%的车重。此外，铝板的重量虽然约为钢板的1/3，但其可吸收的碰撞能量却是钢板的2倍。根据专业测试，铝合金在遭遇撞击时的安全系数更高，因为其材质有非常好的吸能作用。另外，在引擎盖等部分应用铝合金可以减轻撞击对人身造成的二次伤害。

因此汽车制造商一直保持着对铝材应用的热情。事实上，自上世纪70年代以来，随着汽车用铝技术的进步，越来越多的车型开始了瘦身计划：以美国为例，上世纪80年代初，中型轿车的平均质量为1520千克;90年代初下降至1475千克;90年代末下降至1230千克。我国2013年汽车轻量化目标是，国产目标车型中燃油轿车减重5%~8%、混合动力客车减重10%。其实，无论从战略角度，还是商业角度来看，汽车减重顺应社会发展的需要。

汽车用铝前景广阔

据了解，铝材在汽车制造方面的应用历史已超过100年，虽然铝的成本明显高于钢，而且加工工艺更为复杂，但汽车制造业始终阻挡不了铝代钢的发展态势，因为铝合金材料在提高运输效率、重复利用、节能减排、交通安全等方面都具有明显优势。尤其是铝材的循环利用率要远远高于钢材，因此对于生产企业而言，应用铝材的长期综合成本仍低于钢材。资料显示，约90%的汽车用铝可以回收并循环利用，60%以上的汽车铝合金材料为再生铝，而再生铝的能耗仅相当于原铝生产能耗的5%，但废钢的再生能耗则相当于精钢冶炼能耗的25%～60%。

当下，减少货车尾气排放是我国治理雾霾天气的重点。然而在我国，小轿车的铝化率高于大、中型客车，更高于货车。如果我国铝制挂车应用比例达到发达国家70%的平均水平，即210万辆，则一年可节约燃油900万吨以上，减少二氧化碳排放约2717万吨，为交通运输行业带来2,000亿元以上的经济效益。

今天，世界汽车工业在节能减排、提高燃油效率等压力下，正越来越呈现轻量化发展态势，汽车用铝的形态主要是铸件、锻件、型材和板材，其中以铸件的占比最为显著。资料显示，铸造铝合金材料在强度和耐腐方面性能更为突出，主要用于发动机气缸体、气缸盖、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、把手及罩盖壳体类零件等;变形铝合金材料主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车轮、装饰件和悬架系统零件等。不过，从应用部位看，车身用板是最具潜力的细分市场。据统计，汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下约70%的油耗用于车身质量，因此以汽车铝板替代传统钢材的热潮正在兴起。

中国忠旺执行董事兼副总裁路长青表示：“在未来，汽车铝材的开发与应用主要集中在三个方面：一是车身、车架全铝化及大型铝合金型材的开发应用;二是防冲挡及车门刚性结构的全铝化;三是转动部分零部件的全铝化。尤其是铝制车身将会成为今后的一种发展趋势，给我国铝工业提供广阔的市场，带来发展机遇。”

车企争当用铝先锋

在刚刚落幕的底特律车展上，有500多辆新车亮相，汽车行业已由昔日传统材料钢铁，逐渐转向铝合金轻质材料，汽车用铝进程又迈出了重大一步。参展的雪佛兰“魔鬼鱼”跑车采用了铝制框架车身，比上一代采用传统钢制材料的车体质量降低了45千克，车身强度提高了57%;新款玛莎拉蒂“总裁”则配备有全铝车身面板，与现款车型相比减重高达204千克;全新奔驰SL级敞篷跑车车身架构几乎全部采用铝材制造，整备重量较前代减轻140千克。而走大众路线的日本汽车也把铝应用在车盖、支架、后保险杠、引擎等部位。