Ⅰ 鋁太貴,鋼太重,什麼材質最適合做車身車企:鋼鋁混合是趨勢
從1886年卡爾·本茨發明了第一輛 汽車 到現在, 汽車 已經走過了134年的 歷史 。雖然靠化石燃料驅動一直是 汽車 驅動的主流,但層出不窮的新材料卻讓 汽車 的構造不斷革新,就拿車身材料來說洞叢,就經歷了木材、鋼、鋁的演變,而在當下,鋼鋁混合又成了新的發展趨勢。
汽車 在誕生之初還是個新鮮事物,那時候人們的交通工具還是以馬車為主, 汽車 製造商只能慢慢 探索 科學合理的 汽車 構造。那麼,早期在馬車裝個發動機顯然是最簡單直接的製造方式,就像現在大部分車企做純電動車採用「油改電」的方式一樣。所以,早期的 汽車 都是「爆改」馬車,車身材質自然是和馬車一樣的木材。
1900年以前,大多數 汽車 都是四四方方的盒子形,這是因為木材只能通過施加蒸汽和壓力才能彎曲成簡單的形狀,漸漸地就難以適應燃油動力系統越來越復雜的安裝要求,並且無法塑造出復雜的造型。
道奇Model 30
20世紀初期,隨著金屬製造技術的發展,人們已經能夠將鋼、鋁等金屬製成各種形狀的板材。在1908年福特掀起流水線生產革命的T型車車身上,就已經開始出現鋼材。1916年,道奇推出首款全鋼車身的 汽車 Model 30,這款車還有一大創新就是將 汽車 電氣系統6V電壓的行業標准升級到了12V,並且被 汽車 行業沿用至今。
還在使用木製車身的摩根跑車
金屬材料使 汽車 車身比木材更堅固、更耐用,而一戰的爆發又大大促進了金屬鍛造技術的飛速發展。20世紀初,金屬加工還主要依賴人工鍛打,但很快,到30年代中期,金屬製造業便出現了更精準、更高效的切割和沖壓工藝,全鋼車身也隨之成為1930年代末的 汽車 行業標准。
到20世紀50年代, 汽車 製造商在產品上逐步淘汰了木材車身,目前全世界車企中還在使用木製車身的只剩下摩根一家。他們至今仍在使用堅固、耐用的白蠟木製造車身,而方方正正的造型正是摩根跑車的經典元素,也正因如此,摩根跑車沒有ABS、ESP、電動助力轉向等安全輔助功能。
時間回到現在,全鋁材質已經成為最為先進車身材料之一,但事實上,第一款鋁制車身 汽車 在1899年柏林國際 汽車 展就已經出現,沒錯兒,比全鋼車身還要早。但鋁的熔點(660.37℃)要比鋼低得多(1500℃左右),這就讓鋁很難被焊接,較軟的特性也難以滿足安全性,物理的限制讓鋁在很長一段時間內都沒有成為主流。
捷豹XE的全鋁車身
那麼,為什麼現在奧迪、捷豹等豪華品牌都拿全鋁車身作為賣點呢?這就要說到排放法規了。1952年,倫敦霧霾事件讓英國痛下決心整治空氣污染,出台了世界上第一個 汽車 排放法規,隨後,全球各地紛紛跟進了對 汽車 排放的要求。而車企為了釋放壓力磨寬,一方面不斷降低發動機的排放水平。另一方面,就是在降低車身重量上做文章,車身輕量化成為了新的發展趨勢。
在輕量化的大趨勢下,各大車企紛紛開始 探索 新的途徑,以鋁合金為代表的輕質高強度材料逐漸進入大眾的視野。鋁合金的密度為2.63-2.85g/cm,約為鋼材的1/3,比強度接近高合金鋼,比剛度超過鋼,同時又擁有良好的鑄造性能、塑性加工性能和防腐特性。
但鋁合金的熔點依然無法比鋼材媲美,加工、焊接都有著不小的難度,這也導致了全鋁車身成本居高不下。直到20世紀90年代,奧迪、捷豹這種豪華品牌才開始推廣使用全鋁車身。同時,對消費者而言,全鋁車身的維修成本也全鋼車身更高,如果發生大事故,車輛變形明顯,基本可以直接將車輛報廢,因為它的修復費用與買台新車已經納游櫻相差無幾。時至今日,全鋁車身依然沒有下沉到買菜車上。
隨著車企對 汽車 碰撞安全的研究愈發深入,鋁合金也漸漸無法滿足更高強度的要求。原本用於軍用領域的熱成型鋼在近年來開始受到重視。超高強度熱成型鋼的抗拉強度超過2000MPa,而最強大的7000系鋁合金也只有540MP,簡直被吊打。全鋁車身還沒普羅大眾,新的車身形式——鋼鋁混合出現了。
奧迪A8的鋼鋁混合車身
2015年,新一代奧迪Q7開始採用鋼鋁混合車身,隨後新一代A8也放棄了全鋁車身,轉向這種新的形式。奧迪的鋼鋁混合車身在乘員艙使用了超高強度的熱成型鋼骨架,用來保證座艙在碰撞時更大限度地保證車內乘員不會受到擠壓,而車身的前部和後部則使用鋁鑄件、鋁型材,維持良好的吸能效果。繼奧迪後,賓士、寶馬、凱迪拉克、特斯拉,以及國內的廣汽新能源、北汽新能源也開始加入到鋼鋁混合車身的行列。
得益於熱成型鋼優異的性能,鋼鋁混合車身很好地延續全鋁車身輕量化特點,又讓車身結構也更加安全,同時又平衡了全鋁車身的生產成本以及日後的維修成本。可以說是青出於藍而勝於藍。
Aion LX的鋼鋁混合車身
尤其對純電動車來說,下車身電池重量較大,可以採用更輕質的鋁合金,上車身則採用高強的熱成型鋼,實現整車上下重量的完美配比。鋼鋁混合車身從安全性、操控性等多個方面都有著明顯的提升,有望成為未來的大趨勢。
不過,鋼鋁混合車身對供應商和車企的研發、生產、製造能力提出了更高的要求。鋁合金與鋼的沖壓、連接、塗裝的工藝存在著很大的差異,這要求鋼鋁混合車身需要更先進的工藝。像鋼和鋁兩種材質是很難焊接在一起。
FDS鉚接工藝
一位一汽大眾奧迪的焊接工程師告訴《新車新技術》:「鋼鋁兩種材料的連接需要使用RES攪拌摩擦焊、鉚接、SPR、FDS等高端焊接、鉚接技術,同時,兩種材料連接還需要考慮到接觸腐蝕的問題,這對車企的焊裝設備、焊裝工藝以及整車防腐的設計都提出了很高的要求。和全鋁車身一樣,鋼鋁混合車身的製造目前還是主要用在中高端車型上,要想應用在15萬級車型還需要要些時日。」
寶馬7系車身中的碳纖維材料
在鋼鋁混合車身逐漸崛起的同時,強度更高、密度更低的碳纖維復合材料也逐漸應用到車身中,很多百萬級的跑車已經開始使用全碳纖維車身,一百多公斤車架重量能夠讓這些跑車在性能上更加強悍。隨著價格的降低,碳纖維復合材料也開始下沉到百萬級以內的車型上,現款寶馬7系以及剛才提到的奧迪A8就在車架的核心位置使用了碳纖維復合材料。
從木材到鋼鋁混合,車身材料的演變一直都是碰撞安全、性能和排放法規相互博弈的結果,同時也離不開新材料的進步。未來的車身形式會朝什麼方向發展,恐怕只有時間才會告訴我們答案。
Ⅱ 汽車車身材料是什麼
汽車車身材料一般為鋼板、碳纖維、鋁、強化塑料等,不同用途的汽車外殼、不同部位的材料不同。一般是鋼板、碳纖維、強化塑料的。
Ⅲ 有些高端車為何採用鋁制引擎蓋鋁制引擎蓋有何作用
鋁合金是除了碳纖維之外最好的減重材料,碳纖維價格過高,鋁合金價格適中而強度也是足夠高的。因此鋁合金作為減重材料在汽車上得到了廣泛應用,從最早的“全鋁車架”到現在的“鋼鋁車架”,主要目的都是為了降低車輛自重。
目前汽車全鋁應用比例越來越低,大多數豪車高端車只在引擎蓋、車門、車頂等覆蓋件採用了鋁合金材料,降低車重的同時也降低了成本。
Ⅳ 汽車應該用什麼材料來造,才能算「高級」
事實上,隨著汽車的發展,各種新材料也是百花齊放。比如在理想汽車上,採用了尼龍(你沒有看錯!跟你女朋友的絲襪一樣)材質的下主擺臂;而一向熱心環保的沃爾沃,甚至和一家名叫Bcomp's的公司合作,嘗試用海洋回收塑料(顧名思義就是從海里撈起來的廢舊塑料),經過重整後製作半結構內飾件。
汽車上使用的材料其實無所謂哪種更「高級」,最合適最實用的,就是最好的。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
Ⅳ 汽車車身是什麼材料 汽車車身材料介紹
汽車作為當下重要的交通工具,是我們日常出行的代步工具之一,那麼在汽車的製造中,汽車車身是什麼材料呢,下面就一起來看看吧。
汽車車身是什麼材料
汽車車身材料的分類
(1)、鋼板:熱/冷軋鋼板、表面處理鋼板、不銹鋼板、高強度鋼板等。
(2)、輕金屬材料:鋁板、鋁合金、鎂合金、鈦合金等。
(3)、復合材料:玻璃纖維增強材料(GFRP)、碳纖維增強材料(CFRP)等。
(4)、非金屬材料:玻璃、塑料、橡膠、皮革、人造革、化學纖維等。
(5)、襯墊材料:皮革、紙板、軟木、石棉、人造革、泡沫塑料等。
(6)、塗裝材料:(構成:油料、樹脂、顏料、稀釋劑、輔助材料)底漆、面漆、膩子、輔助材料等。
(7)、內飾材料:各類織物、皮革,軟質材料,塑料等 、膠粘劑:密封膠、粘接劑等。
車身鋼板類型
車身鋼板一般有熱軋板和冷軋板兩種類型。車身鋼板按其加入成分大體可分為碳素鋼板、高強度鋼板、特殊鋼板等。
1、熱軋板
(1)、用途熱軋鋼在汽車上主要用於製造橫梁與車架等比較厚的零部件,它是在730℃C以上的高溫下軋制而成的,厚度在4mml以上。
(2)、性能熱軋鋼板塑性和強度適中,其延伸性能比冷軋板差。
2、冷軋板
(1)、性能冷軋板是由熱軋板經過酸洗後冷軋變薄,並且經過退火處理,它的表面質量好,精度高,具有非常好的塑性與可加工性能,適合於彎曲和拉伸,不易斷裂。它還具有良好的焊接性能。
(2)、缺點冷軋板缺點為容易生銹,抗腐蝕性能較差。
3、碳素鋼
按含碳量高低可分為普通碳鋼與優質碳鋼兩種類型。
(1)、普通碳鋼 普通碳素鋼在車身上應用范圍很小,只限於製作低承載的支架類構件。
(2)、優質碳鋼按其合碳量可分為低碳鋼、中碳鋼及高碳鋼。
①低碳鋼:其合碳量約0.0218%~ 0.25%,這類鋼材強度較低,塑性好,焊接性能較好,在車身面板中大量採用。含碳量低的鋼材較軟,便於加工,能夠很安全地進行焊接等作業。
②中碳鋼:其含碳量約0.25%~ 0.60%,這類鋼材強度和韌性較好,受熱處理影響較大,常用於軸及齒輪等零件。
③高碳鋼:其含碳量約0.60%~2.11%,常用於刃具和磨具,經淬火後硬度很高,但脆性很大。
4、高強度鋼
高強度鋼泛指強度大於低碳鋼的各種類型的鋼材,它為車身的輕量化創造了有利的條件,而且不會影響車身的強度。高強度鋼可為為高強度低合金鋼、高抗拉強度鋼及超高強度鋼三種。
(1)、高強度低合金鋼 常見於美國車型的車門檻、前後梁及車門立柱等部位,它是通過在低碳鋼中加入磷來達到強化目的。
(2)、高抗拉強度鋼常見於日本車型車身結構,主要用在懸架裝置等部位。
@2019Ⅵ 真的是翻毛皮常見於豪華車上的Alcantara到底是什麼
相信很多朋友見到過一些豪華車介紹內容中會提到Alcantara這個詞,通常都是指內飾使用了一種高檔的皮質材料,手感、豪華程度有一定檔次。實際上Alcantara並不是皮革,盡管常常被誤以為是翻毛皮。那麼它到底是什麼呢?
目前,Alcantara材料遍布於汽車、時尚、消費電子、航空、航海、傢具等行業,很多高端車型以擁有Alcantara材料作為內飾一大賣點,成為了豪華品質的一個標簽。雖然它並不是真皮,但它比好多真皮賣得還貴。
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