制造車身的材料及使用性要求？

【專家解說】：淺談現(xiàn)代汽車車身材料和輕量化發(fā)展 我國無論是在汽車車身材料的應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，還是在新型輕度材料開發(fā)與現(xiàn)代汽車輕量化技術(shù)方面，都與國外發(fā)達(dá)國家有很大差距。汽車材料是影響汽車重量的重要因素，對(duì)節(jié)省能源及改善污染議題都有相當(dāng)程度的影響，汽車減重是節(jié)省能源及降低污染的最佳途徑。車身新技術(shù)、新工藝、新材料等的開發(fā)與研究，呈現(xiàn)了日新月異的發(fā)展。輕量化設(shè)計(jì)以及高強(qiáng)度合金鋼深拉延技術(shù)和輕合金、復(fù)合材料的開發(fā)攻關(guān)與應(yīng)用，在現(xiàn)代與未來的汽車車身制造中，汽車輕量化更加有優(yōu)勢。   1.車身的發(fā)展   1886年，德國工程師卡爾·奔馳和戈特利勃·戴姆勒分別發(fā)明的三輪和四輪汽油機(jī)汽車，當(dāng)時(shí)的轎車幾乎沒有車身。進(jìn)入20世紀(jì)，這一時(shí)期的轎車車身沿用了馬車車身結(jié)構(gòu)，車身多為木結(jié)構(gòu)形式。l915年福特生產(chǎn)的T型箱型轎車，它確立了以后轎車的基本車身造型，其車身覆蓋件開始采用了薄鋼板沖壓成型。    20世紀(jì)20年代，由于材料和冶煉、成型、焊接等方面技術(shù)的進(jìn)步，轎車車身出現(xiàn)了整體式車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，即用薄壁結(jié)構(gòu)制成硬殼式金屬整體車身。汽車車身由以敞篷為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑忾]的箱式車身為主。1925年，在整體式車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)明了承載式車身，車身由鋼板沖壓成型的金屬結(jié)構(gòu)件和大型覆蓋件組成，這種金屬結(jié)構(gòu)的車身一直沿用至今。50年代～70年代承載式轎車車身得到廣泛的應(yīng)用并出現(xiàn)了“車身力學(xué)”這一新概念，為轎車車身設(shè)計(jì)開發(fā)研究建立了較為完整的框架。很多新型材料應(yīng)用于車身，諸如復(fù)合材料、鋁合金材料以及工程塑料等。車身內(nèi)裝飾已開始廣泛采用人造材料，車身外表涂料則采用具有彈性和高度光澤的合成涂料。隨著高速公路的發(fā)展，車身空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)也逐漸成為轎車車身設(shè)計(jì)的必要程序，轎車車身的安全性和人體防護(hù)問題也提到了議事日程。20世紀(jì)80年代以后，轎車車身各分支技術(shù)朝著更深入、更系統(tǒng)的方向發(fā)展。在車身材料方面，就金屬材料而言，應(yīng)用于轎車車身高韌性的超高強(qiáng)度鋼正在不斷問世，并大量采用良好的防腐蝕性鍍鋅鋼板。大量的非金屬材料已廣泛應(yīng)用于轎車車身并出現(xiàn)了全鋁車身和全塑料復(fù)合材料車身等。相關(guān)的加工工藝方法(如冷沖壓、特種材料成型加工、各種形式的焊接、噴漆、電鍍、塑料成形等)也日新月異且不斷完善。在轎車主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性的試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真、轎車車身虛擬造型與圖形顯示、空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)與計(jì)算模擬、車身電子化設(shè)施與裝備、轎車車身剛度、強(qiáng)度、車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)與裝備等領(lǐng)域都取得了長足進(jìn)展。    汽車問世相當(dāng)長的一個(gè)歷史時(shí)期內(nèi)，節(jié)能并未引起人們足夠的重視。早期人們研究汽車的注意力大多集中在提高動(dòng)力性和車速上，至于汽車車身也只以尊重人們的習(xí)慣為標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的外形。但是，進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后，世界性能源危機(jī)及其對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的沖擊，人們的節(jié)能目標(biāo)開始迅速向汽車工程滲透，車身隨之越發(fā)講究“輕、薄、短、小”了。改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的主要措施有3個(gè)方面：一是減少汽車整備質(zhì)量；二是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率；三是降低行駛阻力。    車身是轎車的重要組成部分，它對(duì)車輛節(jié)能影響巨大，通常車身節(jié)能需要從構(gòu)造和形狀變化來改進(jìn)之外，生產(chǎn)應(yīng)用材料的需求卻是改善節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重中之重，在選材上既要充分考慮構(gòu)件的強(qiáng)度要求，又要考慮倒車身總體重量和耐腐蝕要求。  按照鋼材碳含量的不同，金屬的技術(shù)特性也會(huì)不同。碳含量越高，其抵抗撞擊的能力越強(qiáng)，但其成型和焊接加工性能就會(huì)越差，甚至鑲板工作也會(huì)變得難以進(jìn)行。因此，汽車車身大多采用含碳量為0.1％到0.4％的低碳鋼。近來有采用高抗拉強(qiáng)度鋼材的趨勢，盡管這種鋼材要比常規(guī)軟鋼材薄許多，卻可以提供相同的強(qiáng)度等級(jí)。與軟鋼板相比，高抗拉強(qiáng)度鋼板具有更高的抗拉強(qiáng)度，其強(qiáng)度超過490Mpa，屈服點(diǎn)為 290MPa，這種鋼材在成型后能保持更好的冷作硬化特性而其成型和焊接性能均不會(huì)受到影響。采用這種鋼板可以降低車身總重。必要時(shí)，可以采用具有優(yōu)良耐腐蝕性能的鍍鋅鋼板，以獲得最優(yōu)的耐腐蝕性能。    車身部分的零件具有各種不同斷面形式。由于所有這些零件通常都由薄鋼板沖壓而成，因而可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其具有不同的剛性，或者采用加強(qiáng)件或設(shè)計(jì)成不同的厚度。2.1鋼板的制造工藝    鐵（Fe）與碳（C）的合金稱為“碳鋼”。與其它金屬材料相比，碳鋼容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，因而其價(jià)格也相對(duì)較低。因?yàn)榭梢酝ㄟ^添加其它元素或熱處理手段，按要求改變碳鋼的特性，所以碳鋼在各種工業(yè)領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。由碳鋼錠軋制而成的鋼板廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)，這是因?yàn)樗绕溥m合采用沖壓工藝。一輛汽車上的碳鋼用量大約占整車總重的50％以上。  車身使用的鋼板根據(jù)制造方法可以分為冷軋鋼板和熱軋鋼板兩類，車用熱軋板通常在1.5mm～8mm之間。熱軋板的表面質(zhì)量不是很好，其冷加工性能與冷軋板相比要稍差一些，常使用在外觀不需要很美觀的部分，主要用于車身上較厚板件的制作，如車架、骨架和梁等構(gòu)件。熱軋鋼板是在高于正常重結(jié)晶溫度800 至900°C的狀態(tài)下軋制而成的。為將鋼板軋制成薄板，又需要進(jìn)行冷軋，但鋼板會(huì)因軋制加工而硬化，所以又需要通過退火處理，使其易于成型，該過程被稱為冷軋鋼板。車身外部板件常使用0.5mm～1.2mm厚的板材，車架等車身結(jié)構(gòu)件多使用2mm-5mm厚的板材，某些重型車輛的車架使用厚度達(dá)8mm的鋼板。    在汽車車身部件中，載重車輛（如卡車和箱式貨車）的車架和其它零件采用熱軋鋼板，而冷軋鋼板則大多用于客車的單殼式結(jié)構(gòu)車身。由于處板、縱梁板件有耐腐蝕要求，所以冷軋鍍鋅板得到廣泛應(yīng)用。    鋼板厚度熱軋加工過程中，存板必須在熱態(tài)正進(jìn)行軋制，軋制過程中，鋼板會(huì)冷卻，無法軋制成薄平板；而另一方面，冷軋鋼板的軋制可以在常溫下進(jìn)行，因而可以加工出薄鋼板。    鋼板表面由于熱軋鋼板在高溫下軋制，所以鋼板表面會(huì)出現(xiàn)黑色氧化皮（黑皮鋼板），鋼板經(jīng)氧化物浸洗處理后，表面呈灰色；相比而言，冷軋鋼板的表面平滑有光澤（通常稱為光板），因?yàn)樗跓彳埣庸ず?，?jīng)過了酸洗、冷軋、退火以及調(diào)質(zhì)軋制加工。加工過程的難易性及強(qiáng)度大部分車身零部件均采用沖壓成型，沖壓加工的難易性由材料的技術(shù)參數(shù)所決定，而這些技術(shù)參數(shù)又由材料的成分以及調(diào)質(zhì)軋制的程度所確定，如果按延伸試驗(yàn)取得的延伸率來比較沖壓加工的難易性，則熱軋鋼板（SPHC）的延伸率約為35%，而冷軋鋼板的（SPCC）的延伸率約為43%，由此表明冷軋鋼板具有較好的沖壓工藝性。如進(jìn)行拉伸強(qiáng)度比較，冷軋鋼板無大的差異；但對(duì)高牌號(hào)材料而言，其拉伸強(qiáng)度則降至270Mpa。    鋼板中實(shí)際的含碳（C）量一般在 0.03 到 0.1%的范圍之內(nèi)，尤其對(duì)深拉延用鋼板而言，其含碳量低于0.01%，但含碳量在此范圍內(nèi)時(shí)，淬硬和回火等熱處理不起作用。    2.2汽車車身的常用金屬材料的種類    汽車車身的常用金屬材料有：    防銹鋼板：為提高防銹性能，防銹鋼板的表面采用鍍鋅、鍍錫或鋁處理，其中，鍍鋅鋼板的耐腐蝕性能最為可靠，所以這種鋼板在耐腐蝕要求較高的汽車零部件上的應(yīng)用也最為廣泛。人們熟知的鍍鋅鋼板包括電鍍鋅鋼板、熔化涂鋅鋼板以及合金熔化涂鋅鋼板。鍍鋅鋼板這是一種防銹鋼板，其表面通過電鍍工藝形成高純度的鋅結(jié)晶，但其鍍鋅層厚度要比熔化鍍鋅鋼板低，這種板比較適合采用沖壓成型、焊接和表面覆層工藝，因?yàn)槠浔砻嬉交S多；但相對(duì)熔化涂鋅鋼板而言，由于無法得到厚鍍層，所以其耐腐蝕性能相對(duì)較差。鍍鋅合金鋅鋼板為彌補(bǔ)電鍍鋅鋼板和熔化涂鋅鋼板的不足，采用鐵-鋅及／或鎳合金涂于鋼板表面，用以改善鋼板的焊接和涂漆性能。    熱浸鍍鋅鋼板：這種鋼板是通過將鋼板浸入熔化的鋅中得到鋅覆層的，相比其它類型而言，這種鋼板具有較好的耐腐蝕性能，但它在焊接和涂漆性能上要比電鍍鋅鋼板差。    鍍鋅鋼板：鍍鋅鋼板分為兩種： 電鍍鋅板（EG）板和熱鍍鋅鋼板（GI）。    高強(qiáng)度鋼板：強(qiáng)度值超過550MPa的高抗拉強(qiáng)度鋼板被用于重型車輛的車架或其它零部件，但其屈服點(diǎn)和屈服率仍然過高，難以提供期望的沖壓工藝性和焊接強(qiáng)度，所以早已確定不將這種鋼板用于汽車車身板件。但后來隨著高抗拉強(qiáng)度鋼板的沖壓性能的改進(jìn)以及焊接工藝的發(fā)展!這種鋼板目前已被用于骨架構(gòu)件和加強(qiáng)件，甚至還用作車身板件。高抗拉強(qiáng)度鋼板能夠提供同樣的強(qiáng)度等級(jí)，由于它比常規(guī)的軟鋼板薄，所以可用來降低車身重量。    高強(qiáng)度鋼板技術(shù)特性：       高抗拉強(qiáng)度       高屈服點(diǎn)（材料由彈性變?yōu)樗苄詴r(shí)的點(diǎn)）       高屈服率（屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值）    鋼板的伸長與抗拉強(qiáng)度間的關(guān)系在沖壓成型時(shí)，與沖壓模具間貼合時(shí)的較低阻力和較大的伸長率有利于進(jìn)行較深的拉延。一般用途的鋼板：使用這種材料的鋼板使沖壓加工易于進(jìn)行，但如果為降低重量而減小厚度，則在沖壓強(qiáng)度高時(shí)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不足的情況。 常規(guī)的高強(qiáng)度鋼板：這種鋼板具有較高的阻力，它無法與沖壓模具貼合，如果將其用于沖壓加工，則在達(dá)到期望的伸長之前，即會(huì)發(fā)生斷裂。新型高強(qiáng)度鋼板：這種鋼板具有較低的阻力，它能夠較好地與沖壓模具貼合，并且具有一個(gè)比一般用途鋼板更高的強(qiáng)度，從而可以降低車身總重。    深沖鋼板：這類標(biāo)準(zhǔn)材料用于對(duì)強(qiáng)度沒有特殊要求的部件，例如支架。但是，那些因幾何形狀復(fù)雜或變形程度較大而無法使用高強(qiáng)度鋼的部件也會(huì)使用這類材料。這類標(biāo)準(zhǔn)材料可以用車身制造的普通方法和設(shè)備進(jìn)行焊接，且焊接效果很好。例：車頂、底板或行李箱底板。    IF 鋼：成型很復(fù)雜的零件制造時(shí)要承受深沖負(fù)荷及拉形負(fù)荷而且深沖深度不同，所以應(yīng)使用 IF 鋼。這些合金的共同之處是碳和氮的含量很低。其冷變形性和焊接性很好。    IF鋼的主要應(yīng)用范圍是不同深沖深度的深沖件和拉形件，例如側(cè)框架。各向同性鋼板：基本上以拉形方式成型的部件大多數(shù)由各向同性鋼制成。各向同性鋼可以用修理廠采用的普通方法進(jìn)行焊接和釬焊，例如：C柱加強(qiáng)件。    烘烤硬化鋼：在車輛上需具有高強(qiáng)度且成型困難的零件通常由BH鋼制成。車身制造時(shí)除了對(duì)所有鋼種進(jìn)行冷強(qiáng)化處理外，同時(shí)可以在成型期間再次通過烘提高BH鋼的強(qiáng)度（20 分鐘，170°C 下加壓力約 40 N/mm2）。BH 鋼的屈服點(diǎn)范圍為 180-300 N/mm2，最大抗拉強(qiáng)度為 500 N/mm2，斷裂延伸率為30 %。BH鋼可用氣體保護(hù)點(diǎn)焊設(shè)備和電阻點(diǎn)焊設(shè)備焊接且焊接效果較好。車身面板部件盡管成型度高，但必須保證表面質(zhì)量最佳且具有抗碰撞凹痕性能，因此使用 BH 鋼制造，例如：車門外面板。 微合金鋼：微合金鋼用于對(duì)強(qiáng)度和防撞要求較高的部件。但其成型度不高。微合金鋼的屈服點(diǎn)范圍為 340-420 N/mm2，最大抗拉強(qiáng)度為 620 N/mm2，斷裂延伸率為 20 %。這種類型的鋼板可用氣體保護(hù)點(diǎn)焊設(shè)備和電阻點(diǎn)焊設(shè)備焊接且焊接效果較好，例：后部發(fā)動(dòng)機(jī)支架和內(nèi)部側(cè)框架等。    TRIP鋼： TRIP（相變誘發(fā)塑性）鋼（例如 DP 鋼）用于發(fā)生碰撞時(shí)必須吸收較多能量的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。TRIP 鋼的屈服點(diǎn)范圍為 380-450 N/mm2，最大抗拉強(qiáng)度為800N/mm2，斷裂延伸率為 25 %。TRIP 鋼可用氣體保護(hù)點(diǎn)焊設(shè)備和電阻點(diǎn)焊設(shè)備焊接，但焊接效果相對(duì)差一些。在受熱區(qū)域和焊接區(qū)域會(huì)出現(xiàn)材料硬化現(xiàn)象。使用銅基焊料的釬焊方法，MiG 釬焊不適用于TRIP鋼。例：A柱內(nèi)部加強(qiáng)。    多相位鋼：需要很高強(qiáng)度且發(fā)生碰撞時(shí)必須吸收大量能量的結(jié)構(gòu)件由 CP 鋼制成。CP 鋼的屈服點(diǎn)范圍為 680-720 N/mm2，最大抗拉強(qiáng)度為 1150 N/mm2，斷裂延伸率為 10 %。因 CP 鋼在受熱區(qū)域和焊接區(qū)域會(huì)出現(xiàn)材料硬化現(xiàn)象，所以只能在一定條件下進(jìn)行氣體保護(hù)點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊。CP 鋼與高強(qiáng)度鋼種之間不宜采用焊接方式實(shí)現(xiàn)連接。使用銅基焊料時(shí)， CP 鋼不能采用 MiG 釬焊。CP鋼用于后部發(fā)動(dòng)機(jī)支架內(nèi)的擋板。此外， B柱加強(qiáng)件也由多相位鋼制成。圖 多相位鋼特性馬氏體相位鋼：對(duì)防撞要求很高的部件（即在很短的碰撞變形行程內(nèi)要吸收大量的能量）由 MS鋼制成。MS 鋼的屈服點(diǎn)范圍為 750-1100 N/mm2，最大抗拉強(qiáng)度為 1400 N/mm2，斷裂延伸率為 5 %。MS 鋼制成的部件大多數(shù)用于損壞時(shí)必須完整更新的螺紋件。例：側(cè)面防撞保護(hù)件由 MS 鋼制成。    硼鋼：對(duì)于那些既要求具有最高強(qiáng)度又要求高成型度的部件來說可使用硼鋼。使用硼鋼可以最大限度地減輕重量。硼鋼是含微量硼元素的合金鋼，它的可硬化性明顯改善。例： A 柱加強(qiáng)件、B 柱上部加強(qiáng)。    3.輕合金材料的運(yùn)用    目前國外主要采用輕量化的金屬有：鋁合金、鎂合金、鈦合金等。    3.1.1鋁合金    鋁材在車身上的應(yīng)用在近幾年非常突出。鋁合金強(qiáng)度高且質(zhì)量輕，耐腐蝕性優(yōu)越，越來越受到車輛制造者的歡迎。國外很多車輛的車身使用鋁材，在德國甚至已經(jīng)出現(xiàn)了“全鋁車身”的汽車。鋁車身的出現(xiàn)使車輛的總體質(zhì)量進(jìn)一步下降，在節(jié)約能源等方面也起到了很好的作用。但鋁的加工與鋼材比較起來要困難得多，尤其是在進(jìn)行冷加工校正和焊接時(shí)需要用到很多的新工藝。    鋁合金具有密度低、強(qiáng)度高、加工性能好等特點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)材料，因其加工性能優(yōu)良，可制成各種截面的型材、管材、高筋板材等，以充分發(fā)揮材料的潛力，提高構(gòu)件剛、強(qiáng)度。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。鑄造鋁合金的力學(xué)性能不如變形鋁合金，但鑄造鋁合金有良好的鑄造性能，可以制成形狀復(fù)雜的零件，不需要龐大的加工設(shè)備，并具有節(jié)約金屬、降低成本、較少工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，按成分中鋁之外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四大類。變形鋁合金有很大的力學(xué)性能，適合于變形加工。按性能和實(shí)用特點(diǎn)不同，可以分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁四大類。汽車用的鋁合金必需具有的性能：強(qiáng)度、成形性、耐蝕性、焊接性、表面處理性等。    3.1.2汽車用鋁合金    汽車車身的重量約為汽車總質(zhì)量的30％。汽車輕量化，車身的輕量化占有舉足輕重的地位。因此，用鋁板取代鋼板制造車身覆蓋件也當(dāng)然成為汽車輕量化的必然。德國奧迪A8型高級(jí)轎車的整個(gè)車身均采用鋁材制造，框架采用立體框架式結(jié)構(gòu)，覆蓋件為鋁板沖壓而成。這種鋁車身與鋼車身相比，質(zhì)量減輕30－50％，油耗減低5－8％。日本本田公司生產(chǎn)的轎車車身用鋁合金達(dá)162kg，比鋼車身減重約40％。奔馳公司新一代S系列轎車前橋拉桿和橫向?qū)П?、前橋整體支承結(jié)構(gòu)采用鋁合金材料，這種部件的質(zhì)量與鋼件相比輕35％。就鋁板覆蓋件的應(yīng)用發(fā)展趨勢看，強(qiáng)度高、成形加工性好、表面質(zhì)量優(yōu)良的鋁板將取代鋼板成為汽車覆蓋件的主要材料。圖 全鋁合金車身在汽車輕量化的發(fā)展過程中，鋁材料也遇到其它輕型材料的競爭和挑戰(zhàn)。比如鎂、塑料、陶瓷材料等。鎂的密度比鋁輕得多，用于制造某些汽車零部件較鋁更為合適。    3.2 鈦合金    鈦合金具有較高的抗拉強(qiáng)度（441~1470mpa），較低的密度（4.5g/cm3），優(yōu)良的抗腐蝕性能和在300~550 C溫度下有一定的高溫持久強(qiáng)度和很好的低溫沖擊韌性，是一種理想的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。鈦合金具有超塑性的功能特點(diǎn)，采用超塑成形－擴(kuò)散連接技術(shù)，可以以很少的能量消耗和材料消耗將合金制成形狀復(fù)雜和尺寸精密的制品。    鈦合金是以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點(diǎn),是較為理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。鈦合金可分為結(jié)構(gòu)鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α＋β型鈦合金。    國產(chǎn)工業(yè)純鈦有TA1、TA2、TA3三種，其區(qū)別在于含氫、氧、氮雜質(zhì)的含量不同，這些雜質(zhì)使工業(yè)純鈦強(qiáng)化，但是塑性顯著降低。工業(yè)純鈦盡管強(qiáng)度不高，但塑性及韌性優(yōu)良，尤其是具有良好的低溫沖擊韌性；同時(shí)具有良好的抗腐蝕性能。多用于350℃以下的工作條件。    3.3.1鎂合金    鎂合金具有密度小、強(qiáng)度大、鑄造性能和機(jī)加性能優(yōu)良、減震性和屏蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，鎂合金壓鑄近年來表現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展的勢頭。壓鑄成型過程具有高壓力和高速度充型的特點(diǎn)，是生產(chǎn)鎂合金零部件有效方法。鎂合金壓鑄成型技術(shù)主要包括鎂合金熔化及保護(hù)、壓鑄模設(shè)計(jì)、工藝過程控制，承力零部件的后續(xù)熱處理等。生產(chǎn)及使用條件（含環(huán)保要求）：根據(jù)生產(chǎn)零部件的大小配備相應(yīng)壓鑄機(jī)，也可利用現(xiàn)有普通冷室壓鑄機(jī)生產(chǎn)鎂合金壓鑄件。    3.3.2鎂合金技術(shù)特性：    由于鎂在熔煉過程中易氧化燃燒，采取措施控制鎂合金液質(zhì)量對(duì)獲得良好性能的壓鑄件尤為重要。根據(jù)鎂合金液態(tài)成形特點(diǎn)并結(jié)合我國目前大多數(shù)壓鑄設(shè)備現(xiàn)狀，通過控制鎂合金液質(zhì)量及合理選擇壓鑄工藝參數(shù)，在普通冷室壓鑄機(jī)條件下可以實(shí)現(xiàn)裝飾性或功能性要求壓鑄件生產(chǎn)。注意：在對(duì)鎂合金材料進(jìn)行熱加工是請(qǐng)做好防火工作，鎂合金會(huì)產(chǎn)生劇烈的燃燒。    4.復(fù)合材料研發(fā)和未來汽車車身材料的應(yīng)用趨勢    4.1復(fù)合材料    4.1.1復(fù)合材料：    先進(jìn)復(fù)合材料是比通用復(fù)合材料有更高綜合性能的新型材料，它包括樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料等。先進(jìn)復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、高的比模量、耐燒蝕、抗侵蝕、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隱身、抗高速撞擊等一系列優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)發(fā)展中最重要的一類工程材料。    復(fù)合材料在車身上的應(yīng)用單一成分的材料在其機(jī)械性能方面有些情況下很難滿足需要，人們將多種單一材料采用各種方法混合在一起形成新的混合材料，也就是復(fù)合材料的雛形?，F(xiàn)在常用的復(fù)合材料已經(jīng)成為了一個(gè)新的，以非金屬復(fù)合材料為代表的領(lǐng)域，是在工業(yè)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。所謂復(fù)合材料，是指由兩種或兩種以上的不同性質(zhì)或不同組織的材料組合而成的新材料。    4.1.2樹脂基復(fù)合材料    樹脂基復(fù)合材料：樹脂基復(fù)合材料具有良好的成形工藝性、高的比強(qiáng)度、高的比模量、低的密度、抗疲勞性、減震性、耐化學(xué)腐蝕性、良好的介電性能、較低的熱導(dǎo)率等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車制造工業(yè)中。樹脂基復(fù)合材料可分為熱固性和熱塑性兩類。熱固性樹脂基復(fù)合材料是以各種熱固性樹脂為基體，加入各種增強(qiáng)纖維復(fù)合而成的一類復(fù)合材料；而熱塑性樹脂則是一類線性高分子化合物，它可以溶解在溶劑中，也可以在加熱時(shí)軟化和熔融變成粘性液體，冷卻后硬化成為固體。樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能，制備工藝容易實(shí)現(xiàn)，原料豐富。    4.1.3金屬基復(fù)合材料    金屬基復(fù)合材料：金屬基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、高的比模量、良好的高溫性能、低的熱膨脹系數(shù)、良好的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。鋁、鎂、鈦是金屬基復(fù)合材料的主要基體，而增強(qiáng)材料一般可分為纖維、顆粒和晶須三類。碳纖維增強(qiáng)鋁、鎂基復(fù)合材料在具有高比強(qiáng)度的同時(shí)，還有接近于零的熱膨脹系數(shù)和良好的尺寸穩(wěn)定性。這類材料被廣泛地軍事工業(yè)當(dāng)中。4.1.4陶瓷基復(fù)合材料    陶瓷基復(fù)合材料：陶瓷基復(fù)合材料是以纖維、晶須或顆粒為增強(qiáng)體，與陶瓷基體通過一定的復(fù)合工藝結(jié)合在一起組成的材料的總稱，由此可見，陶瓷基復(fù)合材料是在陶瓷基體中引入第二相組元構(gòu)成的多相材料，它克服了陶瓷材料固有的脆性，已成為當(dāng)前材料科學(xué)研究中最為活躍的一個(gè)方面。陶瓷基復(fù)合材料具有密度低、比強(qiáng)度高、熱機(jī)械性能和抗熱震沖擊性能好的特點(diǎn)，是關(guān)鍵支撐材料之一。陶瓷材料的高溫性能雖好，但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相變增韌、微裂紋增韌、彌散金屬增韌和連續(xù)纖維增韌等。    4.2復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用    高強(qiáng)度與高彈性模量的復(fù)合材料具有和金屬材料相近的機(jī)械性能，在一定條件下有金屬薄板所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。如復(fù)合材料的質(zhì)量很輕，節(jié)油效果明顯；成型容易，制造成本低；耐腐蝕、熱導(dǎo)率低，有利于隔音隔熱；尺寸穩(wěn)定性好；易于涂裝等。所以，汽車車身輕量化的主要發(fā)展方向就是利用復(fù)合材料來替代部分金屬材料。    目前在汽車上已經(jīng)普遍應(yīng)用的有用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片狀模塑料(SMC)制造的車身空氣導(dǎo)流板、前翼子板和前擋泥板延伸部件、大燈罩、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、裝飾條、尾板等；用傳遞模塑工藝技術(shù)(RTM)制造的車身板件加強(qiáng)肋等；將樹脂、填料、玻璃纖維等各種成分混煉成粒狀料，然后模壓成型，制造發(fā)動(dòng)機(jī)室、擋板、空調(diào)器殼等。還有些復(fù)合材料在車身上的使用仍處于試驗(yàn)階段，如用碳纖維復(fù)合材料(CFRP)制作的傳動(dòng)軸、懸掛片簧、保險(xiǎn)杠、車門、車身等，在不久的將來將可大量應(yīng)用。    4.3碳纖維復(fù)合材料    在碳纖維復(fù)合材料（CFRP）方面，由于碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料有足夠的強(qiáng)度和剛度，已在航天航空等領(lǐng)域廣泛使用。它也是適用于制造汽車主結(jié)構(gòu)――車身、底盤最輕的材料，受到汽車工業(yè)廣泛重視。預(yù)計(jì)CFRP的應(yīng)用可使汽車車身、底盤減輕重量40～60％，相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)重量的1/3～1/6。用CFRP制造的板簧為14kg，減輕重量76%。但由于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格昂貴，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用有限。為提高碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的用量，發(fā)展廉價(jià)的碳纖維和高效率碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的生產(chǎn)方法和工藝已成為汽車輕量化材料研究中的關(guān)鍵課題，并取得了重大進(jìn)展。    5.結(jié)論：    隨著車身新技術(shù)、新工藝、新材料等的開發(fā)與研究，汽車車身結(jié)構(gòu)應(yīng)以整車安全、節(jié)能、舒適、耐用等技術(shù)性能為主導(dǎo)，確定了相應(yīng)的對(duì)策，呈現(xiàn)了日新月異的發(fā)展。這不僅適應(yīng)了世界經(jīng)濟(jì)的潮流，而且也是汽車車身工程的追求目標(biāo)。汽車工業(yè)輕量化設(shè)計(jì)以及高強(qiáng)度合金鋼深拉延技術(shù)和輕合金、復(fù)合材料的開發(fā)攻關(guān)與應(yīng)用都將改善其經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性和使用性，在現(xiàn)代與未來的汽車車身制造中，汽車輕量化已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展的重要課題之一，無論對(duì)傳統(tǒng)汽車技術(shù)，或是開發(fā)新的能源技術(shù)，終將不斷推經(jīng)市場的競爭力，尤其在環(huán)保方面也將更加有優(yōu)勢，廢氣的排放也會(huì)大幅度的減少。而我們國家汽車工業(yè)發(fā)展較晚，在技術(shù)研發(fā)和新技術(shù)的合理的運(yùn)用與生產(chǎn)的成熟性、降低生產(chǎn)成本等核心方面與國外發(fā)達(dá)國家還存在著巨大的差距，中國汽車工業(yè)走進(jìn)世界先進(jìn)行列，掌握核心技術(shù)是必由之路，多行業(yè)、多企業(yè)之間共同建立研發(fā)合作機(jī)制，本著團(tuán)結(jié)互信互惠的原則，不斷整合資源，不斷地完善科技體系，才能在未來的市場競爭中更加有魅力和有世界汽車行業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。