有色金屬在汽車中的應(yīng)用

1、有色金屬引言：本文簡(jiǎn)述有色合金在汽車制造業(yè)中的使用及其作用，并以鋁為例，詳述我國(guó)鋁的回收再生的意義、現(xiàn)狀及對(duì)策。汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展離不開有色金屬工業(yè)多年的大力支持，我國(guó)汽車用的主要有色金屬材料基本上是立足于國(guó)內(nèi)供應(yīng)，這也是汽車產(chǎn)業(yè)能持續(xù)發(fā)展的主要基礎(chǔ)之一。有色金屬是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民日常生活及國(guó)防工業(yè)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)材料和重要的戰(zhàn)略物資。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、工業(yè)現(xiàn)代化、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化都離不開有色金屬。例如飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、核潛艇等尖端武器以及原子能、電視、通訊、雷達(dá)、電子計(jì)算機(jī)等尖端技術(shù)所需的構(gòu)件或部件大都是由有色金屬中的輕金屬和烯有金屬制成的；此外，沒有鎳、鈷、鎢、鉬、釩、鈮等有色

2、金屬也就沒有合金鋼的生產(chǎn)。有色金屬在某些用途（如電力工業(yè)等）上，使用量也是相當(dāng)可觀的?，F(xiàn)在世界上許多國(guó)家，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，競(jìng)相發(fā)展有色金屬工業(yè)，增加有色金屬的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。一.常用在汽車制造業(yè)的有色金屬銅，鋁，鎂，鈦，鉛，錫等二幾種有色合金在汽車制造業(yè)中的作用（1）銅及其合金汽車用銅每輛10-21公斤，隨著汽車類型和大小而異，對(duì)于小轎車約占自重的69%。銅和銅合金主要用于散熱器、制動(dòng)系統(tǒng)管理、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現(xiàn)代的管式散熱器，用黃銅帶焊接成散熱器管子，用薄的銅帶折曲成散熱片。為了進(jìn)一步提高銅散熱器的性

3、能，在材質(zhì)方面，向銅中添加微量元素，以達(dá)到不損失導(dǎo)熱性的前提下，提高其強(qiáng)度和軟化點(diǎn)，從而減薄帶材的厚度，節(jié)省用銅量；在制造工藝方面，采用高頻或者激光焊接銅管，并用鋼釬焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體。新型銅散熱器的重量更輕，尺寸顯著縮??；再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長(zhǎng)，銅散熱器的優(yōu)勢(shì)就更明顯（2）鋁及其合金鋁合金代替鋼鐵降低汽車自重的工作正大量成熟地推進(jìn)中 ，是汽車上應(yīng)用得最快最廣的輕金屬，其中的關(guān)鍵在于鋁合金本身的性能。由于它具有高強(qiáng)高韌、高比強(qiáng)高比模、耐熱耐蝕等特性一直受到世界各國(guó)的普遍重視。目前車用鋁合金已經(jīng)得到廣泛使用，鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)也屢屢出現(xiàn)。鋁及其合金常用在：1. 底盤行走系統(tǒng)：

4、橫梁、上下壁、轉(zhuǎn)向機(jī)殼、制動(dòng)分泵殼、制動(dòng)鉗、車輪、操縱等2. 傳動(dòng)系統(tǒng)：變速箱殼、離合器殼、連接過濾板、換擋拔叉、傳動(dòng)箱換擋端蓋3.發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、進(jìn)氣管、水泵殼、發(fā)動(dòng)機(jī)殼、啟動(dòng)機(jī)殼、搖壁、搖壁蓋、濾清器底座、發(fā)動(dòng)機(jī)拖架、正時(shí)鏈輪蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、分電器座、汽化器等4其它系統(tǒng)部件：離合器踏板、剎車踏板、方向盤、轉(zhuǎn)向節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)框架、ABS系統(tǒng)部件世界各國(guó)也在積極采用攪拌熔鑄、粉末冶金、噴射共沉積等不同方法開發(fā)各種性能的非連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。（3）鎂及其合金鎂是一種輕質(zhì)的銀白色金屬，在鎂材中添加一些其它的金屬元素，例如鋁、鋅或者鋁、錳等，它就會(huì)改變了自己的特征，變成了一種具有較

5、高強(qiáng)度和剛度，具有良好鑄造性能和減振性能的輕質(zhì)合金材料，這些鎂合金材料在現(xiàn)代汽車中已得到廣泛的應(yīng)用。早在20世紀(jì)30年代大眾汽車就使用了鎂合金，后來由于鎂的價(jià)格上升才停止了使用。80年代初，由于采用新工藝，嚴(yán)格限制了鐵、銅、鎳等雜質(zhì)元素的含量，使鎂合金的耐蝕性得到了解決，同時(shí)成本下降又大大促進(jìn)了鎂合金在汽車上的應(yīng)用。從90年代開始，歐美、日本、韓國(guó)的汽車商都逐漸開始把鎂合金用于許多汽車零件上。目前鎂合金一般用于車上的座椅骨架、儀表盤、轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱、輪圈、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、變速器殼、離合器殼等零件，其中轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱、輪圈是應(yīng)用鎂合金較多的零件。隨著技術(shù)的發(fā)展將有更多的零件用鎂合金制造。鎂合金零件

6、帶給汽車的好處是顯而易見的：一是它的質(zhì)量輕，其密度只有17，是鋁的2/3，鋼的1/4，換用鎂合金就能減輕整車重量，也就間接減少了燃油消耗量。二是它的比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負(fù)荷。三是它具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性，易加工，廢品率低，從而降低生產(chǎn)成本。四是它具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，用于殼體可以降低噪聲，用于座椅、輪圈可以減少振動(dòng)，提高汽車的安全性和舒適性。鎂合金雖然有這些優(yōu)點(diǎn)，但從成本上看它仍然高于鋁合金。盡管如此，鎂合金的應(yīng)用前景仍然十分看好。我國(guó)鎂工業(yè)當(dāng)前與國(guó)際水平的主要差距是：高強(qiáng)、高韌鎂合金，耐熱、耐腐蝕鎂合金體系方面的研究不夠，尚未

7、形成完整的合金體系；鎂合金變形加工技術(shù)研究開發(fā)落后；鎂合金基礎(chǔ)理論研究不充分；鎂合金材料的應(yīng)用開發(fā)起步較晚，應(yīng)用市場(chǎng)急待開發(fā)。（4）鈦及其合金鈦材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)度等性能早已為汽車制造商所注目。目前的賽車幾乎都使用了鈦材。汽車用鈦部件主要包括：閥。美國(guó)利用鈦合金制作進(jìn)、排氣閥較普遍，利用鈦合金制作汽車閥，不僅可以減輕重量，延長(zhǎng)使用壽命，而且可靠性高，還可節(jié)省燃油。連桿：用鈦合金制造連桿對(duì)減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量最有效，能大大提高性能。還有其他部件，包括汽車上的螺栓。鈦及鈦合金的特點(diǎn)（1） 耐蝕性強(qiáng)不受路面鹽類及廢氣的影響（2） 密度小、比強(qiáng)度大（3） 可綠色回收（4） 易加工與鋼材同樣的設(shè)備工藝（5） 記

8、憶功能用于車身方便復(fù)原（6） 屈強(qiáng)比值大（7） 高、低溫力學(xué)性能好.（5）鉛及其合金鉛主要應(yīng)用于汽車的蓄電池，鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動(dòng)勢(shì)較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是比能量（單位重量所蓄電能）小，十分笨重，對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。鉛蓄電池的工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)、貯存性能好（尤其適于干式荷電貯存）、造價(jià)較低，因而應(yīng)用廣泛。（6）錫及其合金目前，國(guó)外常用的汽車滑動(dòng)軸承材料主要為錫基合金，也是最早應(yīng)用與發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承的材料之一。雖然該合金具有優(yōu)良的抗咬粘性、順應(yīng)性、嵌入性、耐腐蝕性、線膨脹系數(shù)小及工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)，但由于其抗疲勞裂紋和剝落，因此只能應(yīng)用于小型、輕載的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦或者

9、作為襯套材料使用。其中，錫基合金由于錫的價(jià)格較貴，故其生產(chǎn)量正在逐漸減少并由鉛基合金軸承材料來代替。三.我國(guó)鋁的回收再生的意義、現(xiàn)狀及對(duì)策近幾年，隨著生產(chǎn)和消費(fèi)的迅猛增長(zhǎng)和原鋁積累量的不斷增加，我國(guó)再生鋁資源也日益遞增。廢鋁的回收利用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。因?yàn)樵偕X是金屬鋁而不是礦物原料，所以其冶煉加工可以節(jié)省大量的能源消耗。此外，在廢舊鋁再生過程中排放的污染物，比原鋁生產(chǎn)全過程排放的污染物少得多，對(duì)環(huán)境的污染程度也輕得多，大致僅相當(dāng)于后者的10。隨著對(duì)資源的需求越來越大，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高再生鋁的利用率，已成為世界發(fā)達(dá)國(guó)家鋁生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。日本、意大利、美、德等國(guó)，再生鋁占原生鋁的比例已超過50%。2007年，我國(guó)再生鋁產(chǎn)量達(dá)到275萬噸，比2006年增長(zhǎng)了17%，但只占原生鋁產(chǎn)量的20%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平。為了提高再生鋁的利用率，改變我國(guó)再生鋁行業(yè)的落后現(xiàn)狀，盡快形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，建議：一、通過政府主管部門的政策引導(dǎo)，建立高效規(guī)范的再生鋁回收利用