车身轻量化材料的新技术
1 概述
防止地球温室效应的C02(燃耗)排放限制日益规范、石油价格高涨带来的汽油价格上涨，使低燃耗轻量化技术开发已成为当前汽车研发的首要课题。另外，随着石油、矿产材料及贵金属等资源价格上涨，原材料价格也随之迅速上升，因此各汽车制造商也需要通过节省各类原材料的使用量，实现汽车轻量化。为进一步加强车辆轻量化进程，各汽车制造商开始重新修订既定的发展政策。
钢材约占汽车原材料7成比重，虽然在过去几十年内，树脂、铝/镁等轻量化材料的使用比重不断增大，但钢铁的使用量仍占绝对优势。在汽车各类零部件中，车身外板轻量化最见效，因此各制造商一直试图降低车身外板重量，并自2007年以后开始在车身外板上加大铝板和树脂板的使用量。在铝材料使用方面，宝马(BMW)X5/X6、通用(GM)SUV混合动力车、Lambda平台车(CUV)等以及在美上市的全尺寸等较大型号车型的发动机罩均使用铝材料，其中大部分铝材料是由Novelis(原Alcan)提供。此外，日产采用Alcoa技术，生产GT-R的铝车门，预计今后Alcoa技术也可能广泛应用到其他公司车型上。
在树脂板方面，宝马、悍马(Hummer)、三菱汽车和标致雪铁龙(PSA)等制造商均使用树脂板做挡泥板。例如，Smart自90年代以来一直以树脂板代替钢板，2007年以后，业界开始聚焦代替后面及侧面板玻璃的聚碳酸酯树脂。无论是作为钢材替代品还是作为板玻璃替代品，SABIC Innovative Plastics(2007年被沙特阿拉伯SABIC收购后，公司名称由GE Plastics变更为当前名称)产品均被多家汽车制造商广泛应用。钢板替代品树脂Norvyl GTX在第l代Smart上被应用，而板玻璃替代品Lexan GLX则是由GE Plastics 与Bayer的合资公司EXATEC开发的表面涂层技术进行生产，并相继被应用在通用汽车车顶及本田欧洲版Civic的后窗上。此外，SABIC Innovative Plastics还与现代汽车和路虎(Land Rover)合作开发概念车，今后新车也可能采用上述新树脂材料。
一直以来，各类车型均通过使用奥迪ASF(全铝空间框架)及捷豹(Jaguar)铝车身方法实现车身轻量化，但上述方法还未推广到量产车型领域。除铝材料外，奥迪在2007年上市的新款TT上还使用了铝和钢铁混合材料车身，此类车身重量比纯钢铁车身轻
48%。
随着汽车制造商车身轻量化步伐的日益推进，越来越多的车型开始采用铝和树脂等轻量化材料。但此类材料仅限于高燃耗大型SUV和运动车型上使用。局限性主要是因为随着原材料成本及石油价格上涨，树脂和铝的价格也将随之上升。今后替代材料成本也将增加，降本必将成为轻量化技术发展的关键。
在上述情况下，轻量化实现的可能性最大的是国际钢铁协会IISl于2007年12月发布的第三代高强度钢的研发方案。该方案以日本、美国、欧洲、印度、中国及俄罗斯等世界性钢铁生产制造商加盟的WorldAutoSteel为主体，开发汽车钢板技术Future Steel Vehicle。此外，随着丰田在2007年东京车展发布超轻量车l/X，日本国内也掀起了碳纤维强化塑料的研发热潮。不过，日本企业虽然在碳纤维强化塑料的研发技术上占据优势，但却面临着比树脂和铝更大的降本问题。
2 钢铁产业界开发可实现35%轻量化的第三代高强度钢
·钢铁产业界认识到新钢铁产品技术有利于汽车轻量化，已开始新一代技术研究。
——美国钢铁产业界团体AISI(American Iron and Sreel Institute)认为，在降低燃耗实现轻量化方面，AHSS(Advanced HIigh Strength Steel/高强度钢)至少可减重25%。如果采用目前正在开发的第三代AHSS，则车辆有望减重35%。
——AISl从制造工程的生命周期考虑，钢铁产生的温室气体排量低于铝、镁、碳纤维强化塑料等其他材料。
·为开发新技术，国际钢铁协会IlSI(International Iron and Steel Institute)于2007年12月将启动FSV(Future Steel Vehicle)。
——FSV作为全球研究开发合作组织，是继ULSAB、ULSAC、ULSAS及ULSAB-AVC后，第5项汽车钢材技术开发项目。该项目由llSI下属汽车部门WorldAutoSteel负责。
——项目共包括第1(工程调查)、第2(概念设计)、第3(公开作业)三个阶段。第1阶段将由德国EDAG Engineering 和 Design AG合作开展，预计2008年完成。
* ULSAB=Ultra Light Steel Auto Body
C=chassis
S=suspention
AVC=Advanced Vehicle Concept。
* WorldAutoSteel加盟企业
AreelorMittal、Baoshan(宝山)、Corus-Tata、现代制铁、JFE、神户制钢、新日铁、Nucor、POSC0、Severstal、住友金属工业、ThyssenKruppStahl、USIMINAS、US Steel、voestalpine Stahl。
(根据IISI/WorldAutoSteel及AISI公布资料制作)
●丰田发布碳素纤维车身的1/X(2007年10月)
·丰田于2007年10月在东京汽车展上发布碳素纤维车身的环保概念车1/X
——1/X Prius与Prius拥有相同的车内空间，燃耗约比Prius节省2倍，重量达420kg(约为Prius的1/3)。车架采用轻量且高刚性材料的碳素纤维强化塑料，确保碰撞安全性的同时，立柱之间有较大的视野空间。
(根据丰田公布资料制作)
3 SABIC IP 车身外板用树脂的开发
·SABIC Innovative Plastics（原GE Plastics，本部：美国马萨诸塞州）宣布与多家汽车制造商合作，开发采用树脂材料车身外板的概念车。
——Land Rover LRX：Land Rover于2008年1月在NAIAS（北美国际汽车展）上发布两款概念车LRX。全景天窗、侧窗及后窗均采用SABIC IP的Lexan GLX t EXATEC*表面涂层技术。
——现代QuarmaQ：现代汽车于2007年3月在Geneve车展上发布CUV的高技术版展览车（DEMO CAR）QuarmaQ。该款车广泛采用先进树脂材料，减重60kg。
——Opel Flextreme/Chevrolet Volt：GM在2007年发布两款概念车。采用Volax IQ、Xenoy iQ、NextGen Lexan GLX。
* EXATEC是原GE Plastics和Bayer Material Science于1998年对半出资成立的合资公司。开发车用玻璃(树脂替代玻璃)技术和用于PC(聚碳酸酯)的表面涂层技术。到2007年以前，GE Plastics(当时)已成为其全资子公司。
(根据SABIC Innovative Plastics公布资料制作)
树脂：轻量化车体外板的应用动向
（根据各公司公布资料及各种报道制作）
4 奥迪通过铝铁混合实现车身轻量化
·为实现新TT车身轻量化，奥迪开发出铝和铁最佳比率的混合材料车身。白色车身重206kg，比纯铁车身轻48%。
——206kg包括铝140kg和铁66kg。铝制品中包括板材63kg、铸造零部件45kg、压型32kg。
——TT整车重量的69%是铝制品。
——底板后部、门及后备箱盖采用铁素材。
·奥迪轻量车身开发体制
——奥迪l994年在Neekersulm工厂配备轻量铝材料的研究设施。形成Audi A8的ASF(Aluminium Space Frame)设计理念。A2和A8采用ASF技术。
——2003年更名为ALZ(Aluminium and Lightweight Design Centre)，进行高张力钢材、拼焊板、纤维强化塑料及镁等全部轻量化材料的研究。
奥迪车辆重量每减轻l00kg，燃耗可节省0.3L/l00km，CO2排放可减少7.5～12.5g/km。
5 铝轻量化车体外板的应用
铝轻量化车体外板的应用
* 负责铝压延产品的Novelis于2005年1月脱离Alcan后独立。该公司于2007年5月被印度Hindalco Industries收购。
** 2008年MY：2008model year=车型年度。
(根据各公司公布资料及各种报道制作)
汽车轻量化解决方案—全铝车身结构设计 摘要：解决汽车节能环保的问题，有提高传统燃油发动机的能效、发展新能汽车、应用轻量化技术三个方向。比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。而实现汽车轻量化技术又有三个技术途径：一种“轻量化材料”要通过一种“轻量化工艺”来实现一种“轻量化结构”。 关键词：汽车轻量化全铝车身型材截面优化 Stiffness Mass Efficient 由于世界能源的随时枯竭与环境的日益恶化，世界各行各业都积极行动起来，根据政府的优惠政策与民众的强烈要求，在节能、环保方面进行了高投入研发其高效节能、积极环保的产品。汽车产业首当其冲，其汽车零部件的制造，迁联到能源、钢材、铝材、合金、塑料、橡胶、玻璃、化工、机械、电器、信息等各行各业，对汽车节能环保的要求，就是对其它相关行业的要求。对汽车进行轻量化结构的研究，要联系相关行业的专业知识，进行综合性的研究。 一、汽车轻量化的目的 就汽车产业而言，根据汽车产品的特点，降低油耗或提高燃油效率、减少或清洁排放对环境的污染，是节能环保研发的主要目的。从全球汽车产业来看，解决汽车节能环保问题主要采用以下三种方式：
一是大力发展先进发动机技术，通过对传统发动机的改良和一系列汽车电子技术的应用，来提高燃烧效率，改善燃油经济性。 二是大力发展新能源汽车，通过研发先进新型发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、高效电池等动力替代传统能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖。 三是大力发展汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量降低能耗来实现节能减排的目的。 比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。 汽车的轻量化，英文名：Lightweight of Automobile，涵义是“在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。” 世界节能与环境协会的研究报告指出：汽车自重每减少10％， 燃油消耗可降低6％—8％，排放降低5%—6%。而燃油消耗每减少1升，CO2排放量减少2.45kg。燃油消耗量减少不仅有利于节约能源，也可有效减少污染物排放。当前，由于节能和环保的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 伴随着技术进步，制造汽车车身的材料已经不仅仅是钢铁了，越来越多的新材料被应用到车身的制作中。其中包括：玻璃钢、铝合金、
浅谈汽车轻量化 摘要：通过对汽车轻量化的意义的分析，以及汽车轻量化技术的现状特点，引出了轻量化的发展方向。 关键词：汽车；轻量化；发展 一、汽车轻量化的意义 现阶段，降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是各国面临的一个十分重要而紧迫的课题，而通过减轻汽车自重能提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少污染已成为全球汽车工业的发展趋势。 有关研究数据表明：若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高 6%-8%；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。此外，车辆每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km。 由此可见，汽车轻量化对于节能减排具有重大的意义，是实现我国汽车工业可持续发展的重要措施。同时，轻量化还可以使车辆行驶时因底盘重量的减轻而减轻颠簸，提高了车身的稳定性；轻量化的材料能对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。 因此，无论是对于传统动力汽车，还是新能源汽车，轻量化一直是科研、汽车生产制造等重点探索方向。目前，在汽车轻量化领域，正呈现技术、工艺和材料等多方发力局面。 一、汽车轻量化技术的现状： 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计、轻量化材料的使用和制造工艺三个方面。 ①轻量化材料：实现汽车轻量化必须集成利用多种新材料和相关应用技术。目前，汽车轻量化材料使用的主要是高强度钢，其次是铝镁合金、复合材料及塑料。其中，高强材料主要用于降低钢板厚度，保证汽车结构和安全性能；低密度材料主要用于非结构件替换和减轻汽车质量。 1)采用高强材料：高强钢是轻量化的关键材料，它的大量使用既实现了整车轻量化，又保证了汽车的安全性和可靠性，因此，高强钢使用面广且量大。 2）采用轻量化材料：铝合金是轻质材料，具有良好的抗腐蚀性，应用前景良好。近年来，铝材在汽车上应用量增加很快，主要是板材、挤压材、铸铝及锻铝，在车身结构、空间框架、外覆盖件和车轮等处均有大量应用。 除了镁合金以外，还采用更轻的铝材料，用于壳体类、气缸盖罩盖和方向盘骨架等件，现在已经扩展到座椅骨架、车门、车顶、仪表盘骨架和支架类零件，轻量化效果更明显。 3）复合材料的使用：塑料及纤维复合材料在汽车工业的应用也日趋增加，汽车上应用塑料件已达数百个，多应用于发动机的缸套、活塞、连杆、活塞销、摇臂和气门挺柱，刹车系统的刹车盘和刹车毂。 ②优化设计：随着汽车工业设计水平的不断提高，如果汽车车身结构设计合理，不仅可
单元二汽车常见易损件和常用材料 学习目标 完成本单元学习后，你应能： 1.掌握汽车发动机、底盘、电气设备和车身的易损件。 2.了解车用燃料的种类与质量要求。 3.了解车用汽油、车用轻柴油、发动机润滑油的作用与质量要求。 4.了解车辆齿轮油和润滑脂的作用与质量要求。 5.了解汽车制动液的作用与质量要求。 6.了解发动机冷却液的作用与质量要求。 建议学时：6学时 一、汽车常见易损件 1.发动机易损件 1）汽缸体（图2-1） 汽缸体除汽缸正常磨损可进行镗磨加大尺寸予以修理外，在冬季因缸体未放尽积水被冻裂，运行中因气缸缺少冷切冷却水被过热膨胀裂缝漏水，以及在行车事故中被碰撞损坏和孔径数次镗削扩大至极限。有一定的消耗量，属于正常应备品种，数量应视地区销售情况而定。 图2-1 汽缸体 2）汽缸套 汽缸套常见故障有缸孔自然磨损、外径压配不当漏水（湿式缸套）、缸壁因敲缸损伤，或在突发
情况下如连杆螺栓松脱被连杆击穿等，必备品，耗量较大，应有一定的备量。 3）汽缸盖（图2-2） 除未发现的制造缺陷如隐藏裂纹、排气门座压配松弛等引起的漏水现象外，主要是使用不当和自然疲劳损坏。常备品，应有一定的备量。 图2-2 汽缸盖 4）汽缸盖衬垫（图2-3） 常见故障有缸盖紧固螺栓或螺栓拧紧力失准或松弛，制造上的缺陷，漏水造成热化学腐蚀等，结果封闭汽缸孔边缘部位烧蚀泄漏、水孔边缘部分热腐蚀缺损使封闭失效。一次性使用配件，消耗量很大，通常有作为随车主要维修备用品，应有较多库存备量。
图2-3 汽缸盖衬垫 5）活塞 活塞的常见故障有自然磨损，在发动机过热时会造成部分铝合金属熔蚀发生拉缸或咬死，磨损后配合间隙过大、积碳早燃时会击伤、裂缝等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 6）活塞环（图2-4） 常见故障有因活塞拉缸被折断，自然磨损，弹性衰减等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 图2-4 活塞环 7）活塞销 常见故障有外径自然磨损，在特殊工况下或制造上未检出的隐藏裂缝造成的折断。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 8）活塞销衬套 常见故障有自然磨损，因缺油高热烧损及压配合间隙过大引起衬套走外圆等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 9）连杆（图2-5） 受力矩杆体扭曲、大头小头孔座因轴孔磨损或断油造成的过度磨损松旷、螺栓孔螺纹损坏等。虽属易耗件，但相对销量较少，应有一定备品以应需要。
浅谈汽车车身结构轻量化 【摘要】本文综述了汽车轻量化技术应用的必要性、汽车轻量化的效果和意义、汽车轻量化的途径和技术，以及与节能环保和安全的关系，强调了车身轻量化设计是实现汽车轻量化的主要途径之一。汽车轻量化是汽车产业的发展方向之一，也是一个汽车厂商和国家技术先进程度的重要标志。 【关键词】汽车车身；车身结构；轻量化 0 引言 随着国民经济的蓬勃发展，汽车已一跃成为当前极为重要的交通运输工具。从全世界范围来看，目前还找不出一个无汽车的现代化社会的先例。因此，汽车工业在带动其他各行各业的发展中，已日益显示出其作为重要支柱产业的作用。 在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车上三大总成之一的车身，已后来居上越来越处于主导地位。据统计，客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车自身质量的40%～60%；货车车身质量约占整车自身质量的16%～30%；其各车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还略超过以上给出的上限值。因此，仅从这个意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其他两大总成。 如果从节能、节材等几方面来考虑，则其潜力更大。此外，纵观国内、外车身制造和装配等工艺流程，不难发现，尽管随着科学技术的进步，吸取了大量的尖端技术，机械化和自动化程度很高，但是仍有两化无能为力而又必须由手工操作来完成的部分（特别是车身的内、外装饰和附件的装配）。 1 汽车轻量化技术应用的必要性 汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要。而在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，而在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少，便于主动安全控制。 纵观世界汽车工业沿革，可以看出，现代汽车是沿着“底盘”→“发动机”→“车身”逐步发展完善过来的。这个发展过程在很大程度上取决于当时的科学技术水平和物质生活条件。由于汽车与人们的日常生活息息相关，为了适应各种不同的目的和用途乃至车身的更新换代等，其关键在于车身。 国内外汽车生产的实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也决定于车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。 2 汽车轻量化的效果 汽车轻量化的主要目的是降低油耗。如图1所示，车辆行驶的燃油消耗量与车辆质量的关系。一般情况下，对于1000kg自重的轿车，车辆质量减轻8%，可降低油耗约10%以上。 图1 车辆行驶油耗与质量的关系 另外，世界铝业协会的报告指出：整车质量每减少100KG，其百公里油耗可节降低0.4-1.0L，每公里二氧化碳排放也将相应减少7.5克到12.5克。而车身质量占整车质量的1/3，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上。这意味着：只要通过科学的方式，将车身轻量化后，就可以有效减少燃油消耗。 3 车身轻量化的意义
常用涂装材料 涂料的基本知识 涂料可分为两大类；有机涂料和无机涂料。有机涂料，广泛用于金属、木材、塑料等材料表面的保护和装饰；无机涂料主要用于在土建领域。汽车涂装用涂料为有机涂料。 一、涂料的组成与作用 1、涂料的组成 油料（桐油亚麻油等植物油类） 树脂（天然树脂、虫胶等） 涂料由五大类组成颜料（钛白、氧化锌、氧化铁红、黄黑等） 溶剂（稀释剂） 辅助、材料（添料、固化剂流平剂催干剂等）油料树脂是涂料组成中的基础，是主要成膜物质常称为固着剂或粘接剂。 能够把颜料等其它成膜物质粘接起来形成涂料起到保护表面和装饰的作用。涂料中没有这两大部分，就不能形成牢固的涂膜，而涂料的许多特性，主要取决于这两大性能，颜料使涂料有一定的着色能力，呈现一定的颜色，增加涂层厚度和遮盖力，起到调色装饰和标志作用是涂料中的次要成膜物质。 溶剂包括助溶剂、稀释剂两种，溶剂能溶解并稀释涂料中的成膜物质，改善涂层厚度性能。稀释剂的主要作用是用来调整涂料的粘度，以利于形成均匀光滑的涂层。
辅助材料在涂料中的作用是辅助成膜物质改善涂料的性能和成膜后的质量；增塑剂用来提高涂层的韧性（增加涂料与塑料的粘合力）。（中间起了一个两面胶相似的意思）。防潮剂用来防止因施工环境温度太大时引起涂层泛白等问题。 2、涂料的结构组分 按涂料的组成和结构类型不同，可将涂料区分为溶剂型涂料，光固化涂料等。涂料的组成不同就构成了不同的涂料品种，常用的有各种性质的清漆，色漆、腻子等。 ①清漆：涂料组分中没有加入颜料和体质颜料而呈清澈透明的胶质液体涂料。 ②色漆：涂料组分中加有颜料的不透明涂料。 3、涂料的作用 涂料是一种成膜物质，涂料是国民经济中一种不可缺少的重要材料 ①保护作用 涂料作用②装饰作用 ③特殊作用 ①保护作用：物体表面被涂后，涂料可使物面（车身表面金属层）与空气、水分、日光、以及有害气体和微生物等隔离，因而可以保护物面防止腐饰和老化，延长使用寿命。 ②装饰作用：不同的民族和不同地区的人们，对颜色有着不同的喜好，涂料中的颜料，能够赋予物体表面各种不同的色彩，从而使物体与环境的色彩协调。给人以不同的质量感觉。
车身轻量化材料的新技术 1 概述 防止地球温室效应的C02(燃耗)排放限制日益规范、石油价格高涨带来的汽油价格上涨，使低燃耗轻量化技术开发已成为当前汽车研发的首要课题。另外，随着石油、矿产材料及贵金属等资源价格上涨，原材料价格也随之迅速上升，因此各汽车制造商也需要通过节约各类原材料的使用量，实现汽车轻量化。为进一步加强车辆轻量化进程，各汽车制造商开始重新修订既定的进展政策。 钢材约占汽车原材料7成比重，尽管在过去几十年内，树脂、铝/镁等轻量化材料的使用比重不断增大，但钢铁的使用量仍占绝对优势。在汽车各类零部件中，车身外板轻量化最见效，因此各制造商一直试图降低车身外板重量，并自2007年以后开始在车身外板上加大铝板和树脂板的使用量。在铝材料使用方面，宝马(BMW)X5/X6、通用(GM)SUV 混合动力车、Lambda平台车(CUV)等以及在美上市的全尺寸等较大型号车型的发动机罩均使用铝材料，其中大部分铝材料是由Novelis(原Alcan)提供。此外，日产采纳Alcoa技术，生产GT-R的铝车门，可能今后Alcoa技术也可能广泛应用到其他公司车型上。
在树脂板方面，宝马、悍马(Hummer)、三菱汽车和标致雪铁龙(PSA)等制造商均使用树脂板做挡泥板。例如，Smart自90年代以来一直以树脂板代替钢板，2007年以后，业界开始聚焦代替后面及侧面板玻璃的聚碳酸酯树脂。不管是作为钢材替代品依旧作为板玻璃替代品，SABIC Innovative Plastics(2007年被沙特阿拉伯SABIC收购后，公司名称由GE Plastics变更为当前名称)产品均被多家汽车制造商广泛应用。钢板替代品树脂Norvyl GTX在第l代Smart上被应用，而板玻璃替代品Lexan GLX则是由GE Plastics与Bayer的合资公司EXATEC开发的表面涂层技术进行生产，并相继被应用在通用汽车车顶及本田欧洲版Civic的后窗上。此外，SABIC Innovative Plastics还与现代汽车和路虎(Land Rover)合作开发概念车，今后新车也可能采纳上述新树脂材料。 一直以来，各类车型均通过使用奥迪ASF(全铝空间框架)及捷豹(Jaguar)铝车身方法实现车身轻量化，但上述方法还未推广到量产车型领域。除铝材料外，奥迪在2007年上市的新款TT上还使用了铝和钢铁混合材料车身，此类车身重量比纯钢铁车身轻48%。 随着汽车制造商车身轻量化步伐的日益推进，越来越多的车型开始采纳铝和树脂等轻量化材料。但此类材料仅限于高燃耗大型SUV和运动车型上使用。局限性要紧是因为随着原材料成本及石油价格上涨，树脂和铝的价格也将随之上升。今后替代材料成本也将增加，降本必
车身轻量化的思路及途径轻量化制造工艺（完） 作者：北京现代汽车有限公司沧州分公司慕温周、杨人杰、罗艳路、张剑、吕顺、朱珍厚（韩） 车身轻量化的思路及途径——轻量化材料的应用（一） 车身轻量化的思路及途径——轻量化结构设计（二） 车身轻量化的思路及途径的第三个重要方法——轻量化制 造工艺 轻量化制造工艺在使用轻量化材料和优化结构设计后，往往需要革新制造工艺来满足材料和结构的变化，如目前已广泛应用的激光拼焊板、热冲压成形和液压成形等工艺。 1. 激光拼焊板激光拼焊板（TWB）可将不同材质、不同厚度、不同强度和不同表面镀层的板坯拼合起来然后整体进行压型。激光拼焊板工艺已在汽车领域应用成熟，用于制造车门内板、加强板、立柱、底板和轮罩等部件，大众第7 代Golf 车身的激光焊缝总长度甚至达到了70 m。激光拼焊板工艺通过减少制件数量、局部钢板减薄及去除点焊凸缘来实现轻量化目的。车门内板边缘因需加装铰链，需要在0.8 mm 的主板基础上应用2 mm 厚的裁剪板来加强，因无需加装额外的增强板故车门整体减重1.4 kg。 2. 热冲压成形工艺高强度钢板由于屈服强度和抗拉强度的提高，冲压成形性能下降，主要表现为成形缺陷多、所需成
形力大以及回弹严重制件尺寸精度难以保证。如当强度超过1 000 MPa 以上时，对于一些几何形状比较复杂的零件，使用常规的冷冲压工艺几乎无法成形，所以高强度钢的热冲压成形工艺应运而生。热冲压成形工艺首先将高强度钢板加热至奥氏体化状态，然后快速转移到模具中进行冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s 的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件。 3. 液压成形工艺液压成形工艺一般有预成形、成形以及校准三个过程，可用于板材和管材成形。板材液压成形技术尤其适用于有深冲要求的复杂工件及较少凹槽的大型工件，如车身的结构件和外覆盖件。在车门外板的液压成形过程中，由于预成形使材料产生了期望的预应力，可以使车门等外板件在保持耐冲击性不变的情况下减少壁厚，从而达到轻量化效果。 管材液压成形是指管坯在内外部液体压力作用下贴合内部 的芯棒成形，该工艺可提高管件的内、外表面精度，也可用于两个部件的连接。管材液压成形的主要车身制件有发动机歧管、车顶支架、侧门横梁、散热器支架和传动轴零件等。 4. 铝合金压铸新工艺铝合金的加工方法有铸造、压铸、辊压、挤压和冲压等。随着铝合金在车身上的应用日益广泛，工程师们开发了一系列铝合金压铸新工艺，如冲压压铸法、针孔
汽车车身钢板的规格及选用 汽车车身外壳绝大部分是金属材料，主要用钢板。现代汽车的钢板用什么方式防锈？为什么有些轿车声称车身防锈蚀年限达10年以上？ 镀锌薄钢板广泛应用在汽车上，这是因为它有良好的抗腐蚀能力。早年人们在试验中发现，将铁和锌放人盐水中，二者无任何导线联结时，铁和锌都会生锈，铁生红锈，锌生“白锈”；若在二者间用导线联结起来，则铁不会生锈而锌生“白锈”，这样锌就保护了铁，这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种现象运用到实际生产中，生产了镀锌钢板。经研究，在镀锌量350克／平方米（单面）时，镀锌钢板在屋外的寿命（生红锈），田园地带约为15一18年，工业地带大约3一5年，这比普通钢板长几倍甚至十几倍。 从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板，装配时镀锌面置于汽车内侧，提高车身耐蚀性能，非镀锌面置于汽车外侧，喷涂油漆。随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高，镀锌钢板不断增加镀锌层重量，还出现了双层镀锌钢板。但由于增加镀锌重量也会使电镀锌的电能消耗大幅增加，导致材料成本的上升，因此20世纪70年代末又出现一种采用热浸镀锌工艺生产的镀锌钢板，称为热镀锌钢板。这种镀锌钢板用连续热镀锌工艺：冷轧板（注*）→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直。为了满足汽车对镀锌钢板的各种要求，一些生产厂家在镀锌生产线上对镀锌钢板进行扩散退火等特殊处理，以使钢板表面形成一种“锌－铁”合金镀层，其特点是涂漆后的焊接性和耐腐蚀性比纯锌镀层板要好。以后还出现了诸如“锌－铝－硅”、“锌－铝－铼”等合金化热镀锌钢板，使得热镀锌钢板的耐腐蚀性成倍提高，与油漆间的结合性能长期稳定。 目前轿车已经广泛使用镀锌钢板，采用的镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米，其中车身复盖件多用0.6至0.8毫米的镀锌钢板。德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板（部分用铝合金板），美国别克轿车采用的钢板80%以上是双面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌工艺，内复盖件内部采用热镀锌工艺，可以使车身防锈蚀保质期长达11年。 材料是影响汽车质量的重要因素。在现代汽车中，车身材料占全车材料的很大部分。为了提高汽车行驶的经济性，减轻汽车重量是世界各大车厂的目标，近年来汽车上越来越多使用了铝或塑料等非钢铁材料做车身部件，例如奥迪A2全铝制车身，日产SUV“奇骏”用塑料做前翼子板，更多的乘用车保险杠用塑料制成。在日益广泛使用非钢铁材料做车身部件的形势下，高度依赖汽车制造业的钢铁企业将面临直接的威胁。因此，研制和发展轻质、高强度的汽车钢板成为多年来钢铁企业的一个热点。 目前汽车生产中，使用得最多的是普通低碳钢板。低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。例如BH钢板是在低强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆加工热处理，以提高其抗拉强度。对比之下，以往生产的强度在440MPa的钢板，在采用这种加工技术以后强度可增加到500MPa。原来用厚度1毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只需厚度0.8毫米。采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车的使用寿命。
浅析轻量化材料车身关键制造技术及其应用 发表时间：2019-09-04T16:15:43.947Z 来源：《工程管理前沿》2019年第13期作者：李学刚刘冲 [导读] 结合汽车轻量化材料在车身关键制造方面的技术和应用。希望能够为相关单位提供参考借鉴。 扬子江汽车集团有限公司湖北省武汉市 430040 【摘要】：随着我国能源化发展以及工业化建设，汽车也正在向轻量化技术方面转型。复合材料有着独特的耐久性和实用性，因此在车身关键技术以及应用方面有着较大的发展应用价值。本文结合汽车轻量化材料在车身关键制造方面的技术和应用。希望能够为相关单位提供参考借鉴。 【关键词】：汽车轻量化；设计分析；技术应用 相关资料表明，汽车燃料量和自身质量成正比关系，汽车质量每减少10%就可以降低10%左右的能源消耗。值得注意的是，采用轻量化材料能够对车身关键进不得进行优化，减少汽车排放量，可以从汽车轻量化设计方面进行研究。笔者结合汽车轻量化技术，在汽车使用性能以及结构优化等多方面因素分析，希望能够为创新设计提高质量奠定基础。 1.分析汽车轻量化结构技术 作为一种多标准技术性的材料特性，汽车轻量化的设计需要注重车身尺寸优化和形状优化，在创新车身质量的同时，汽车轻量化技术能够结合材料参数和横截面尺度等方面。加强零件优化，提高整个汽车部件的安全性和有效性。一般而言最实用的方法是对汽车外形以及零件的轻量化设计。其次，其能够在空间结构方面优化整个力学分布荷载分布。在轻量化设计的理念下，经过多次迭代，材料的性能不能趋于稳定，将拓扑优化技术运用到汽车零部件以及结构等方面的设计中。能够为车身减少自重，提高车内结构性能，减少汽车生产周期，提高其质量。一般而言，在车身结构的拓扑结构都是采用的无骨架结构和空间设计。这也迎合了轻量化设计的特点。通过减少自重能够改变轻量化的空间。加强材料的应用和轻量化加工设计分析，最终提高整个车辆的设计质量（如图1所述）。 2.轻量化材料在车身关键性结构的应用 轻量化材料主要分为两类，第一个是高强度钢，它主要作为车身承重结构的板提料。延伸的部件类型主要有三类，第一个室外覆盖构建。第二个是车自身的构建，第三种是悬挂件如副车架等。 2.1高强度钢特点 国际上针对超轻钢汽车的研究较广，其将屈服强度在300到750MPa的范围，刚称为强度钢板。若屈服强度在750MPa以上的钢板，被称为超高强度钢板。作为车身的关键性部件，汽车的钢板需要有高强性，可塑性和耐久性多方面特性。加强汽车轻量化水平和质量，可以采用高强度钢板代替普通汽车钢板制造车身构件。并减少车辆自重45%左右的同时。更值得关注的是其高强度耐久性的质量。 2.2铝合金 铝合金被广泛应用于工业制造中，因为其密度仅有钢的1/3，且导热性、耐久性抗、腐蚀性强，通过在铝中加入一些混合金属制造成了铝合金，能够综合地提高整体的构件强度，耐久性抗疲劳性等综合特征。同时铝合金还能够回收利用，注重了节能环保的理念。将铝合金应用于轻量化概念的汽车车身构件制造中，有重要的意义。其主要在发动机以及底盘行驶和控制系统的部件有所应用，一些形变的铝合金更用于车身系统部件和与热交换器的制造着。由于铝合金制造成本较高，因此仅出现在高档汽车中。随着这项技术的不断研究，铝合金在汽车运用的方面也在不断拓展在特殊的气球托架和和在汽车车轮中也有所改善和应用。 2.3工程塑料 塑料成型十分容易，经过处理可以让一些器材变得更加简单化。塑料制品的弹性性能强，能够吸收大量的能量碰撞减少冲击，有着较强的缓冲作用，还有降噪和校正的能力。此外，对比传统的金属制品，塑料复合材料耐久性强，抗蚀能力远远大于钢板。在汽车的零部件
（汽车行业）汽车车身新材料的应用及发展方向
汽车车身新材料的应用及发展趋势 现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外，仍应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代，轿车的整车质量中，钢铁占80％，铝占3％，树脂为4％。自1978年世界爆发石油危机以来，作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加，其中，铝的增加明显；非金属材料也逐步增长，近年来开发的高性能工程塑料，不仅替代了普通塑料，而且品种繁多，在汽车上的应用范围广泛。本文着重介绍国内外在新型材料应用方面的情况及发展趋势。 高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。当下的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车X公司和宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能；烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之壹；冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进壹步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量的钛或铌，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性和高强度的结合，特别适用于壹些形状复杂而强度要求高的冲压零件。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在俩层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。和具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。铝合金 和汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众X公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，仍比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都能够回收再生利用，深受环保人士的欢迎。根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板和钢板复合成型，再在表面涂覆防具有良好的耐腐蚀性。 镁合金 镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35％，铝材密度的66％。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的
（汽车行业）汽车车身涂装的常用的材料
常用涂装材料 涂料的基本知识 涂料可分为俩大类；有机涂料和无机涂料。有机涂料，广泛用于金属、木材、塑料等材料表面的保护和装饰；无机涂料主要用于在土建领域。汽车涂装用涂料为有机涂料。 壹、涂料的组成和作用 1、涂料的组成 油料（桐油亚麻油等植物油类） 树脂（天然树脂、虫胶等） 涂料由五大类组成颜料（钛白、氧化锌、氧化铁红、黄黑等） 溶剂（稀释剂） 辅助、材料（添料、固化剂流平剂催干剂等） 油料树脂是涂料组成中的基础，是主要成膜物质常称为固着剂或粘接剂。 能够把颜料等其它成膜物质粘接起来形成涂料起到保护表面和装饰的作用。涂料中没有这俩大部分，就不能形成牢固的涂膜，而涂料的许多特性，主要取决于这俩大性能，颜料使涂料有壹定的着色能力，呈现壹定的颜色，增加涂层厚度和遮盖力，起到调色装饰和标志作用是涂料中的次要成膜物质。 溶剂包括助溶剂、稀释剂俩种，溶剂能溶解且稀释涂料中的成膜物质，改善涂层厚度性能。稀释剂的主要作用是用来调整涂料的粘度，以利于形成均匀光滑的涂层。 辅助材料在涂料中的作用是辅助成膜物质改善涂料的性能和成膜后的质量；增塑剂用来提高涂层的韧性（增加涂料和塑料的粘合力）。（中间起了壹个俩面胶相似的意思）。防潮剂用来防止因施工环境温度太大时引起涂层泛白等问题。 2、涂料的结构组分 按涂料的组成和结构类型不同，可将涂料区分为溶剂型涂料，光固化涂料等。涂料的组成不同就构成了不同的涂料品种，常用的有各种性质的清漆，色漆、腻子等。 ①清漆：涂料组分中没有加入颜料和体质颜料而呈清澈透明的胶质液体涂料。 ②色漆：涂料组分中加有颜料的不透明涂料。 3、涂料的作用 涂料是壹种成膜物质，涂料是国民经济中壹种不可缺少的重要材料 ①保护作用 涂料作用②装饰作用 ③特殊作用 ①保护作用：物体表面被涂后，涂料可使物面（车身表面金属层）和空气、水分、日光、以及有害气体和微生物等隔离，因而能够保护物面防止腐饰和老化，延长使用寿命。 ②装饰作用：不同的民族和不同地区的人们，对颜色有着不同的喜好，涂料中的颜料，能够赋予物体表面各种不同的色彩，从而使物体和环境的色彩协调。给人以不同的质量感觉。 ③特殊作用：各种不同颜色的涂料，给人们心里带来不同的感觉，能够用这些色代表不同的示意。如不同颜色的图案被用来示出各种交通标志。（举例说壹下红、绿灯方面的知识）。提醒驾驶员遵守有关交通规则。 涂料的分类 1、涂料分类 国外的涂料产品都是根据各国的具体情况进行分类的，没有统壹的国际标准，所以不同的国家使用不同品种的涂料，应首先理解其涂料产品的类别，否则会导致图装质量事故。（举例各种涂料的使用方法和性质问题） 2、涂料命名
整车 NVH 介绍(汽车资料汇编——姜—— 一、 NVH定义 NVH 是指 Noise(噪声 ,Vibration(振动和 Harshness(声振粗糙度 , 由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分 , 因此常把它们放在一起进行研究。声振粗糙度是指噪声和振动的品质, 是描述人体对振动和噪声的主观感觉, 不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉,因此有人称 Har shness 为不平顺性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应,因此也有人称 Harshness 为冲击特性。二、噪声的种类 产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机 (即燃烧噪声 , 底盘噪声 (即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声 , 电器设备噪声 (冷却风扇噪声、汽车发电机噪声 , 车身噪声 (如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声及噪声源通过各种声学途径传入车内的噪声及汽车各部分振动传递途径激发车身板件的结构振动向驾驶室内辐射的噪声组成车内噪声。。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上 , 包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动 , 配气轴的转动 , 进、排气门开关等引起的噪声。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。 此外 , 汽车轮胎在高速行驶时 , 也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时 , 位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声 , 以及轮胎花纹与路面的撞击声。 三、噪声的抑制 1、改进噪声源 噪声源抑制主要为发动机减震、进气噪声抑制、排气噪声抑制及传动系噪声抑制,即优化前消声器、主消声器及降低排气吊挂刚度;改进空气滤清器;采用小动不平衡量传动轴(在动力线校核后基础上。 1.1、发动机减震
汽车轻量化的优缺点 1 引言：为什么要推行轻量化 1.1 基于环保的考虑。 世界各国均在推行强制汽车制造商降低汽车油耗的政策。有研究数据显示，汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽车整车重量，每减少100kg，百公里油耗可降低0.3-0.6升，CO2排放量可减少约5g/km。由此可见，汽车轻量化可以提高燃油效率和降低油耗，进而环保节能。所以，汽车轻量化已成为汽车企业的共识。 1.2 倒闭汽车制造技术的升级换代 如果不能保证行驶安全，汽车再轻再省油，没有谁敢开。如果追求绝对的安全和耐撞，那就只能开重达数十吨的坦克，忍受每小时数百升的耗油量。因此轻量化是汽车制造的趋势，目前轻量化主要是减少汽车自重，但是，车身作为汽车的主要承载件，需要保证足够的刚度、强度和疲劳耐久性能，从而使整车具有良好的安全、振动噪音和耐久性能，而轻量化无疑对上述要素提出了更高的要求，这对倒闭汽车制造技术升级换代无疑是一大刺激。 2 实现汽车轻量化的基本原理： 2.1 保证足够的刚度 刚度指的是材料抵抗外力变形的能力，通常在车身开发中特指材料在屈服前的弹性特性，良好的刚度是整车NVH性能、车辆动力性能和疲劳耐久性能的基础，常见的评判指标有车身扭转刚度等。刚度与材料的弹性模量相关，基本上材料种类确定，弹性模量也就确定了，比如采用高强钢并不会提升车身的刚性，因为钢的弹性模量都一样。 2.2 保证足够的强度。 强度是指零件受到冲击载荷发生屈服后仍能维持功能的能力，常用于车身碰撞安全性、耐冲击等性能的评估。强度与材料的屈服强度和断裂强度相关，为了提升车子的安全性能，现代车身设计大量采用高强度钢材就是这个原因。 2.3 保持良好的疲劳耐久性能。 疲劳耐久性能是指零件受长期交变载荷后维持功能的能力，车子的可靠性、耐用性就是基于此进行评估的。疲劳耐久特性与材料的疲劳曲线相关，当然，在车子上更重要的是焊点或其他连接方式的疲劳性能。 3 实现汽车轻量化的途径有：
第一章汽车车身涂装的常用材料 第一节涂料的基本知识 涂料按其属性分为两大类：有机涂料和无机涂料。有机涂料广泛用于金属、木材、塑料等材料表面的保护和装饰；无机涂料主要用于在土建领域。汽车涂装用涂料为有机涂料。 一、涂料的组成与作用 1、涂料的组成 涂料主要由五大类材料组成，如表1-1所示。 油料、树脂是涂料组成中的基础，是主要成膜物质，常称为固着剂或粘接剂。能够把颜料等其它成膜物质粘接起来形成涂料，起到保护表面和装饰的作用。涂料中没有这两个部分，就不能形成牢的涂膜，而且涂料的许多特性，主要取决于这两个部分的性能。 颜料使涂料其有一定的着色能力，呈现一定颜色，增加涂层厚度和遮盖力，起到调色、装饰和标志作用，是涂料中的次要成膜物质。 溶剂包括助溶剂、稀释剂两种。溶剂能溶解并稀释涂料中的成膜物质，改善涂层厚度性能。稀释剂的主要作用是用来调整涂料的粘度，以利于形成均匀光滑的涂层。 辅助材料在涂料中的作用是辅助成膜物质改善涂料性能，如催干剂用来加快涂料的干燥速度，改善涂料性能和成膜后的质量；增塑剂用来提高涂层的韧性；防潮剂用来防止因施工环境湿度太大时引起涂层泛白等问题；此外还有因化剂、抗结皮剂、抗老化剂等。 2、涂料的结构组分 按涂料的组成和结构类型不同，可将涂料区分为溶剂型涂料、水溶性涂料、粉末涂料、光固化涂料等。涂料的组成不同就构成了不同的涂料品种，常用的有清漆、色漆、腻子等。 ①清漆：涂料组分中没有加入颜料和体质颜料，而呈清澈透明的胶质液体 涂料。 ②色漆：涂料组分中加有颜料的不透明的涂料。
③粉末涂料：涂料组分中不含有挥发性物质的无溶剂固态粉末状涂料。这 类涂料有热塑性和热固性两种。 ④腻子：涂料组分中加有大量体质颜料的稠厚浆状体。 3.涂料的作用 涂料是一种成膜物质，涂料是国民经济中一种不可缺少的重要材料。 ⑴保护作用物体表面被涂后，涂料便可使物面与空气、水分、日光以及有 害气体和微生物等隔离，因而可以保护物面、防止腐蚀和老化从而延长使用寿命。对于某些工业制品和机械设备，还可以根据其特殊的工作环境的需要涂以专门涂料，如耐酸、耐碱、耐油、耐高温等性能的涂料，起到保护作有用。 ⑵装饰作用不同民族和不同地区的人民，对颜色有着不同的喜好。涂料 中的颜料能够赋予物体表面各种不同的色彩，从而使其与所处环境的色彩相协调，给人以不同质感的装饰作用。 ⑶特殊作用各种不同颜色的涂料给人们心理带来的不同感觉，可以用其 表达各种示意，如不同颜色图案被用来示出各种交通标志,提醒驾驶员遵守有关交通规则。另外，涂在传递上的污漆，其中的妒忌缓慢渗出，可以杀死生在船底上的海洋生物，从而延长船舶的使用寿命，并保证其航速度。为使导弹、航天器等在飞行中不至于因与大气摩擦产生高热而烧毁。在其表面涂覆一中即耐高温又耐磨擦的涂料，还有用于绝缘、减震、消音、隔热等方面的涂料。 二、涂料的分类、命名和类型 1、涂料的分类 国外的涂料产品都是根据各国的具体情况进行分类的，没有统一的国 际标准，使用不同国家和不同品种的涂料，应首先理解其涂料产品的 类别，否则会导致图装质量事故。 化工部制定了以涂料基料中主要成分膜物质为基础的分类方法，若主要成膜物质为混合树脂时，则按在漆膜中起主要作用的一种树脂为基础作为分类依据。这样，便可根据其类别、名称了解其组成、性能及施工方法等。根据此分类方法，将涂料产品分为17大类，详见表8—2 表8-2 涂料分类表（GB/T2705—1992）
车身轻量化技术 发表时间：2018-12-21T09:35:32.107Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：索兆祥1 郭龙梅2 [导读] 摘要：近年来，我国的汽车行业有了飞速的发展，并逐渐朝着轻量化的方向发展。 （1.身份证14220219910218xxxx 河北保定 034100；2.长城汽车股份有限公司河北保定 071000）摘要：近年来，我国的汽车行业有了飞速的发展，并逐渐朝着轻量化的方向发展。轻量化作为有效的节能手段，车身轻量化技术已经成为汽车工业发展的重要研究课题之一。文章主要根据国内车身轻量化发展现状，详细论述了轻量化车身的4种技术路线，并指出多种材料混合车身是车身轻量化的发展趋势。 关键词：汽车材料；轻量化；节能减排引言 随着全球汽车保有量的增加，汽车尾气排放已成为造成全球性温室效应及能源极度消耗的原因之一。各国为此制定了非常严格的燃油经济性指标，对汽车的排放提出越来越高的标准。汽车轻量化是解决节能减排的最佳途径之一。轻量化水平和工艺加工能力的进步和新材料的开发应用密切相关，汽车的轻量化也将随着节能减排和碰撞安全性的要求不断的深化发展。笔者分析了车身结构中材料轻量化的选用策略。对实现汽车节能减排具有重要的实用价值，对汽车车身的轻量化设计也具有重要的参考价值。 1车身轻量化概念 车身轻量化是指汽车在保证安全性、驾驶舒适性和抗震性等，且本身造价在可接受前提下，有目的地减轻汽车自身重量。整车开发是性能、成本、重量三要素的平衡。减重除成本外也受限于行业工艺水平的发展，因此随着行业的发展，轻量化在整车上持续不断地有所突破。车身轻量化评价系统主要包含:车身性能、车身重量和车身成本，通过三方综合评价可对车身轻量化水平进行科学、客观的评估。 2国内车身轻量化发展现状 国内材料品种、数量、性能与国外还有很大差距。国内汽车企业和材料企业也融合得不够，国内材料企业明显滞后于汽车产业发展。由于技术限制，国内企业在材料和加工成本控制难度大，导致整车成本上升，制约了汽车轻量化的发展。国内没有完整的汽车轻量化零部件技术和产品标准。 3车身轻量化技术策略 （1）车身轻量化结构设计。一种车型在市场上的定位基本决定了它应当具备的主要性能指标，因此合理设定性能参数和布置尺寸是轻量化设计的基础。性能参数包括发动机的配置范围、安全级别、操控性能和噪声控制及耐久可靠性等。在此基础上充分应用拓朴结构和多目标(MDO)优化的设计手段(如优化载荷路径、断面尺寸、接头结构、板厚和材料等)，同时考虑到现实的生产条件，开发可用于制造的轻量化车身结构，目前该技术还有待完善和深入应用。（2）车身轻量化材料选用。在构成汽车产品的各类零件中，钢铁材料占有的比例最高，一般为50%～60%。采用高强度钢板以减少材料厚度，从而达到降低重量的目的。近些年来，铝镁材料、高强度复合材料的应用也是汽车车身减重的发展方向。（3）车身轻量化的制造工艺。轻量化的设计和材料应用是通过轻量化的制造工艺实现，这些制造工艺包括激光焊接技术、胶粘技术、自冲铆接和管件液压成型技术等。这些技术的应用同时可以减小零件的搭接宽度和优化零件的几何形状，从而减少车身重量。 4轻量化车身的四种技术路线 4.1钢板车身轻量化路线 （1）高强钢材料包括高强钢、超高强钢、先进高强度钢。——高强钢指屈服强度介于210～550MPa的钢材；——超高强钢(UHSS)指屈服强度大于50Mpa，抗拉强度大于700Mpa；——先进高强钢(AHSS)，强度在500MPa～1500MPa之间。高强钢材料的应用。目前钢板车身使用的高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），主要应用在汽车加强件等方面，特别是车身A、B柱，门槛，纵梁、横梁、侧围边梁以及中央通道等关键部位上。（3）钢板车身轻量化路线的优势。1）材料成本低钢的价格5000～9000元/吨，相对便宜，尤其是高强钢的应用，因其良好的安全性，低成本等因素，在今后一段时间内还将是降低汽车质量的主要材料。2）减重效果好高强钢屈服点较高，可以通过减少外表面的厚度，达到减少质量的目的。当钢板厚度分别减少0.05mm、0.10mm、0.15mm时，车身减重分别为6%、12%、18%左右。理论上，相对于传统340MPa的材料，600MPa级钢种的减重潜能约为20%，800MPa级钢种的减重潜能可达到30%以上；零件厚度减薄10%～20%，高强度钢板的均价增加10%～25%，因此单件成本基本不变。3）车身性能易保证采用高强钢的车身，在车身碰撞安全性、刚度、强度等车身性能开发具有优势，在不增加成本的前提下，实现车身减重10%～25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%，车身强度及安全性能得到极大的提升。4）制造成本低，技术成熟，应用广泛。经济性好制造成本较低，可以沿用原有的冲压设备及焊接设备，生产线不需调整，可实现多种车型共线生产。（4）钢板车身轻量化路线劣势。随着强度增加，高强钢冲压性能变差，回弹量大尺寸难以控制。车身采用钢板材料与采用铝合金材料相比，减重效果无优势以某A0级车为例，车身采用高强钢材料，白车身重量为360kg，而采用铝合金材料，则白车身减重约为20%，即减少重量72kg。车身材料采用铝合金减重效果明显。虽然车身采用钢板具有较大的成本优势，但利用高强钢进行车身轻量化的空间已经十分有限。 4.2轻质铝合金材料的应用 因铝合金材料具有材料密度小这一特性，能够克服材料最小加工厚度的限制，可进一步降低部件质量。其耐腐蚀性、导热性、吸能性较好易于回收再利用，但成本较高，加工、焊接、铆接工艺难度较大。目前汽车防撞梁、仪表板骨架、发动机罩、行李箱盖等零件广泛使用这种轻质材料。 4.3镁合金材料的应用 镁是比铝更轻的金属材料，它可在应用铝轻量的基础上再减轻15%～20%。在轻量化的驱动下，镁在汽车中的应用以较快的速度增长，镁合金已成为汽车材料技术发展的一个重要领域。目前已大批量应用镁的主要是车身和底盘零件，如仪表盘骨架与横梁、座椅骨架、转向盘、进气歧管，以及各种支架、罩盖等。车身零件主要应用变形镁合金，型号有Mg-A1-Zn系合金(AZ31C、AZ61A、AZ80A)和Mg?Zn-Zr系合金(ZK60)两大类。 4.4碳纤维增强复合材料（CRRP）