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铝合金是国外汽车广泛应用的典型轻质金属。 国外汽车铝合金零部件主要有活塞、缸盖、离合器壳、油底壳、保险杠、热交换器、支架、车轮、车身覆盖件和装饰件等。 零件等
目前，美国、日本、德国是汽车使用铝合金最多的国家。 例如，大众汽车、德国A2、日本NXS的车身铝合金使用量达到80%。 除上海桑塔纳、一汽奥迪、捷达（均为进口生产线）使用的铝合金外，国产汽车红旗使用较多，约为80至100kg。 有数据显示，用铝合金结构替代传统钢结构，可使汽车重量减轻30%～40%，制造发动机减轻30%，制造车轮减轻50%。 铝合金的使用是汽车轻量化、环保节能、运输更快、更高效的重要途径之一。 因此，研究开发铝合金汽车非常有必要。 铝合金的主要优点是重量轻、散热好。 随着发动机技术的发展，气门结构已成为发动机的主流设计趋势。
与双气门发动机相比，每个气缸有四个气门的气缸盖在运行过程中比每个气缸有两个气门的气缸盖产生更多的热量。 使用全铝合金缸盖是最好的解决方案。 目前，汽车发动机部件中不仅活塞、散热器、油底壳缸体采用铝合金材料，缸盖、曲轴箱也采用这种材料。
以目前的形式，在发动机中使用铝合金代替铸铁已成为主流趋势。 法国汽车的铝制缸套已达到100%，铝制缸体已达到45%。 未来几年，随着高强度、高质量铝合金材料的研制成功以及制造工艺的不断改进，铝合金材料将越来越多地用于制造此类零件。 汽车用铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。 汽车中使用最多的是铸造铝合金，占80%以上，分为重力铸造件、低压铸造件和其他特种铸造件。 变形铝合金包括板材、箔材、型材、锻件等。世界各国工业铝合金材料的品种成分虽有一定差异，但大体相同。 其品种构成：铸件约占80%，锻件占1%～3%，其余为加工材料。 变形铝合金在美国汽车工业中占有很大比例，达到36%。
1 铸造铝合金的应用
铸造铝合金具有优良的铸造性能。 可根据使用目的、零件形状、尺寸精度、数量、质量标准、机械性能等各种要求和经济效益，选择合适的合金和合适的铸造方法。铸造铝合金主要用于铸造发动机缸体缸体、离合器壳、后桥壳、转向器壳、变速器、气门机构、油泵、水泵、摇臂盖、车轮、发动机架、制动钳、油缸和制动盘等非发动机部件。
1.1 发动机用铝合金
用于汽车发动机的铝合金制造在轻量化方面最为明显，一般可减轻重量30%以上。 另外，发动机的缸体和缸盖要求材料具有良好的导热性和较强的耐腐蚀性，而铝合金在这些方面都具有非常突出的性能。 因此，各汽车制造商纷纷开展铝制发动机的研发。 目前，国外许多汽车公司已采用全铝发动机缸体和缸盖。 例如船舶电子与信息设备保养，美国通用汽车就采用了全铝缸套； 法国汽车公司已达到100%铝制气缸套和45%铝制气缸体； 日本日产VQ、丰田雷克萨斯IMZ-FEV6均采用铸铝机油底壳； 克莱斯勒新款V6发动机缸体和缸盖均采用铝合金材料制成。
德国大众先进的6.0L W12发动机基本采用铝镁合金材质。 由于奥迪A8L 6.0轿车采用了W12发动机，整车的重量降低到低于所有其他车型的水平。 450马力、560Nm的W12发动机的强大动力意味着单位马力加速所需的重量仅为4.7kg，堪比高性能跑车。
北极星系列发动机是通用汽车除LS发动机系列之外的顶级发动机。 它是美国第一台顶置凸轮轴V8铝合金发动机。 其缸套采用全铝合金压铸而成。 目前凯迪拉克广泛使用的4.6升发动机，最大功率为320马力，最大扭矩为427牛米。 高性能V系列采用的机械增压型号最高可达476马力/606牛米。
1.2 轮毂用铝合金
铝轮毂因其重量轻、散热好、美观等特点已逐渐取代钢轮毂。 近10年，全球铝合金汽车轮毂年增长率为7.6%。 据分析，到2010年，汽车轮毂铝合金化率可达到72%至78%。 A365是一种铸造铝合金，具有良好的铸造性能和较高的综合机械性能。 世界各国的铸造铝合金轮毂均采用该类合金生产。 我国西南铝加工厂与日本轻金属株式会社合作开发A6061铝合金轮毂。 汽车上广泛使用的铝轮毂就是铝合金在汽车上应用的一个例子。 几乎所有新车型都采用铝合金轮毂。
1.3 变形铝合金的应用
变形铝合金在汽车上主要用于制造车门和行李箱、保险杠、发动机罩、轮辐、轮毂盖、车轮外盖、制动器总成防护罩、消声器、防抱死制动器等车身板件。 制动系统、热交换器、车身框架、座椅、行李箱地板等结构件，以及仪表板等装饰件。
1.3.1 车身覆盖件用铝合金
板材在汽车上的使用比例不断增加。 例如，经过热处理（如T4、T6、T8）的6000系列（AI-Mg-Si系列）铝合金板可以很好地满足汽车对壳体的要求，可以用来制作车身框架材料。 奥迪A8的车身钣金件均采用该系列合金铝制成。 此外，2000系列（AI-Cu-Mg系列）、5000系列（AI-Mg系列）和7000系列（AI-Mg-Zn-Cu系列）铝合金也可用于车身材料。 近年来，采用6000系列、7000系列高强度铝合金，开发出“口”、“日”、“目”、“田”形状的薄板和空心型材，不仅重量轻，重量轻、强度高、抗裂性好、成型性能好，在汽车上得到广泛应用。
1.3.2 其他铝合金结构件
铝合金还广泛应用于汽车的其他部件。 例如，美国通用汽车公司使用7021铝板制作Smure车的保险杠加强支架，福特公司使用7021铝板制作Town车的保险杠加强支架。 汽车悬架部件也采用铝合金材料，有效减轻了相应部件的质量，提高了汽车的乘坐舒适性和稳定性，如采用6061锻件生产的盘式制动爪、动力传动框架等。 此外，铝合金还广泛应用于汽车空调系统。 例如，日本采用6595铝合金制造汽车散热器、冰箱散热器。
2、新型铝合金在汽车上的应用
2.1 铝合金的快速凝固
在快速凝固条件下（冷却速率为104~109℃/S），材料会引起一些新的组织特征：超细化的显微组织； 提高合金的固溶度极限； 成分高度均匀发动机包含哪些部件，偏析少或无偏析。 隔离； 新亚稳态的形成。 基于这些特性，快凝铝合金必将应用于汽车工业。 该电器公司采用快速凝固粉末冶金AI-Si-X高硅铝合金代替烧结钢批量生产汽车空调压缩机转子和叶片，转子重量减轻60%，整机重量减轻压缩机压缩40%； 雅马哈发动机制造公司生产的快凝高硅铝合金活塞也已投放市场。 与普通铸铁相比，这种活塞重量轻20%，寿命延长30%。 还显着降低噪音，减少污染； 马自达汽车公司采用喷涂沉积Al-Si-Fe-Cu-Mg合金制造了新型发动机转子，可提高发动机效率并可节省20%的燃油。
2.2 铝基复合材料
采用陶瓷纤维、晶须、颗粒等作为增强材料生产铝基复合材料，比强度、比弹性模量、耐热性、耐磨性等大大提高，可用作发动机零件，如如使用粉末冶金。 研制成功的Al2O3或SiC颗粒（晶须）增强的铝硅合金活塞，在保留铝硅合金活塞优点的同时，可进一步提高活塞的强度、耐磨性、耐热性和抗疲劳性。 用于汽车发动机； 此外，颗粒增强铝基复合材料还可用于制造汽车发动机的缸体、活塞、连杆等部件。
2.3 泡沫铝合金
泡沫铝是一种金属基体中分布有无数气泡的多孔材料。 这种材料重量较轻，强度重量比较高，具有高能量吸收、高阻尼和吸振性能。 在两块高强度外板之间填充泡沫铝制成的夹芯板，用于汽车顶板时发动机包含哪些部件，可以增加刚度、减轻重量并提高隔热性能。 它们用于保险杠、纵梁和一些支柱部件。 使用时，可以增加吸收冲击能量的能力，从而在减轻重量的同时提高冲击安全性。
3、铝合金在汽车上的发展前景
在轻质金属中，镁合金的密度比铝合金低，但镁锭的成本较高，且零件制造过程中存在诸多技术障碍，如缺乏高温压铸合金和设计数据等，表面处理工艺差，结合力低。 等，目前在汽车上的使用相当有限； 航空航天用钛合金虽然机械强度高，但制造工艺难度大，制造成本昂贵，这使得钛合金无法在汽车生产中大量使用。 铝合金在成本、制造技术、力学性能、可持续发展等方面具有良好的综合性能（地壳中铝含量最多，占8.1%）。 因此，铝合金是现在和未来汽车工业的首选轻金属材料。
从上表可以看出，汽车每使用1公斤铝材，可减轻自身重量2.25公斤，减重效果高达125%。 在汽车整个使用寿命内可减少尾气排放20公斤。 另外，铝易于回收，是除钢之外最大的回收工具。 从上表可以看出，汽车每使用1公斤铝材，可减轻自身重量2.25公斤，减重效果高达125%。 在汽车的整个使用寿命期间可以减少20%的废气排放。 公斤。 另外，铝易于回收利用，是除钢材之外最大程度可回收利用的材料。 汽车中使用的铝几乎 90% 可以回收和再利用。 铝具有良好的物理和化学性能，可应用于工业生产中的铸造、锻造和冲压等工艺。 它是少数可用于采用多种铸造工艺制造零件的金属材料之一。 最适合广泛使用的压力铸造工艺。 。 但铝合金材料的成本仍高于钢材。 回收材料方面，几乎90%的汽车铝材都可以回收再利用。 铝具有良好的物理和化学性能，可应用于工业生产中的铸造、锻造和冲压等工艺。 它是少数可用于采用多种铸造工艺制造零件的金属材料之一。 最适合广泛使用的压力铸造工艺。 。 但铝合金材料的成本仍高于钢材。 车身的重量约占汽车总重的30%，因此车身的轻量化起着决定性的作用。 在汽车内外板上用铝合金板代替钢板，可减轻车身重量约40%-50%； 如果采用铝合金覆盖件可以使整车减重10%-15%，可见采用铝合金车身覆盖件的减重效果是非常大的。 显著地。 铝合金在汽车轻量化应用中提供了良好的应用基础和市场前景，这必然会给铝合金汽车覆盖件的应用带来更大的机会。 因此，采用铝合金板代替钢板制造车身覆盖件也是减轻汽车重量的必然途径。 德国奥迪A8高级轿车的整个车身由铝制成，车架采用三维框架结构，覆盖件由铝板冲压而成。 与钢制车身相比，这种铝制车身重量减轻30-50%，油耗降低5-8%。
目前，我国汽车产量位居世界第四位，仅次于美国、日本、德国。 就汽车铝化率而言船舶配件，我国技术还比较落后。 目前，发达国家汽车用铝量已达138kg，铝化率达12%。 但我国汽车用铝量与国外相比还存在较大差距。 平均用铝量仅为60kg，镀铝率低于5%。 因此，我国汽车铝合金市场发展前景十分广阔。
铝合金应用的四大障碍
扩大铝合金在汽车上的应用将产生巨大的经济效益和社会效益，但目前仍存在以下问题需要解决：
(1)铝合金板材的性能有待提高； （2）建立汽车用铝合金数据库； （3）开发铝合金零件的设计方法、结构计算方法、成形工艺； (4)计算机模拟和焊接工艺方法； （5）研究铝合金材料的表面形貌、涂装前的预处理、涂装后的防腐； （6）腐蚀影响等问题，并积累数据，为铝合金应用工艺的制定提供基础数据； （7）维修市场对铝合金结构件、覆盖件碰撞后的恢复和恢复原理，以及裂纹后的补焊缺乏经验和方法。
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