我國商用車占汽車保有量僅為約20%，但商用車的總體燃料消耗量卻占汽車燃油消耗量的近五成，因此，商用車輕量化和節(jié)能技術日益受到行業(yè)的重視。“我國商用車的輕量化水平和輕量化材料應用狀況如何？與乘用車輕量化存在哪些差異？帶著就這些行業(yè)關心的問題，近日，中國汽車材料網(wǎng)對中國汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家、汽車工程學會汽車材料分會主任委員、東風商用車技術中心工藝研究所所長康明博士進行了專訪，就目前商用車輕量化技術與材料應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等熱點問題進行了深入的探討，以下是對康明博士的采訪實錄：
中國汽車材料（Auto-Material，以下簡稱AM）：康博士，首先感謝您能接受我們的采訪。您多年來一直從事車用材料的研究與應用，請您簡要介紹一下國內(nèi)商用車（包括貨車和客車）的用材總體情況、在商用車上應用的主要材料占比情況，以及與國外的差異。
康博士：隨著新材料、新工藝以及新技術的發(fā)展，國內(nèi)商用車的技術水平得到了長足發(fā)展，商用車的用材水平也得到了顯著的提升。先進高強鋼、鋁合金、鎂合金、非金屬復合材料等等在國產(chǎn)商用車上已經(jīng)屢見不鮮，促進了商用車的輕量化以及安全性、可靠性，但是我國目前商用車先進材料的應用比例和應用的成熟度相對國外先進水平還是比較低的。
就貨車而言，其鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)為：80%～84%；鋁合金（含鎂合金）為：3.5%～4.5%；非金屬為：3.5%～4.5%；橡膠為：7%～8%；其他：1.5%～2.5%。與國際先進水平相比主要反映在我們的鋼鐵質(zhì)量分數(shù)相對較高，而鋁合金（含鎂合金）及非金屬的質(zhì)量分數(shù)相對較低。
就客車而言，其鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)為：70%～80%；鋁合金（含鎂合金）為：1.5%～2.5%；非金屬為：8%～10%；橡膠為：3%～6%；玻璃為：2%～3%，其他：2%～3%。同樣,與國際先進水平相比主要反映在我們鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)相對高，而鋁合金（含鎂合金）及非金屬的質(zhì)量分數(shù)相對低。
AM：無論是商用車還是乘用車，輕量化技術都有很大的需求，就輕量化技術路徑而言，商用車與乘用車存在哪些異同？
康博士：商用車屬生產(chǎn)資料，乘用車屬消費資料。商用車的工作環(huán)境，保養(yǎng)維護狀況要遠比乘用車惡劣。因此,出于耐久性和可靠性考慮，商用車的用材就會相對收斂和保守一些。輕量化工作不僅是乘用車的發(fā)展方向，同樣也是商用車的重要發(fā)展方向，是世界范圍內(nèi)汽車發(fā)展的潮流。有資料表明：汽車質(zhì)量下降10%，可降低燃油消耗6%左右，降低排放4%左右。就輕量化技術路徑而言兩者是相同的，即：模塊化設計、結構優(yōu)化及零件整合、新材料新工藝。其中，新材料、新工藝的應用在汽車輕量化技術路線中扮演著重要角色，是汽車輕量化的重要措施之一，比如先進高強鋼、鋁合金、鎂合金及非金屬材料的應用等等。
AM：目前，在乘用車上應用最多，作為輕量化材料的高強度鋼應用較為廣泛。那么高強度鋼（如高強大梁鋼，高強度彈簧鋼等）在商用車上的應用現(xiàn)狀如何？與國外主流商用車還存在哪些差距？
康博士：在白車身方面，國內(nèi)大部分是以低碳軟鋼板為主，少量采用了340MPa強度級別的高強度含磷鋼板和420MPa以上級別的低合金高強度鋼板，高強度鋼板約占白車身重量的10%～15%，而更高級別的先進高強度鋼以及熱沖壓成鋼在國內(nèi)尚沒有實際應用。不過結合商用車未來的發(fā)展需求，這些材料及工藝技術的研發(fā)工作都正在進行之中。而國際上，先進商用車的白車身340MPa以上級別的先進高強鋼用量達40%～60%，有的甚至達到70%。不僅510MPa級別，甚至590MPa、700MPa和980MPa級別的先進超高強度鋼也都有應用。
在底盤方面，目前國內(nèi)是以500MPa～600MPa級大梁鋼板為主，少部分車型采用了700MPa以上級別的大梁鋼板，甚至熱處理車架。國際上先進商用車的車架普遍用鋼強度已達到700MPa～800MPa級別水平。在北美部分還采用了1200MPa級別以上的熱處理車架。車架重量明顯低于國內(nèi)同類產(chǎn)品。
在鋼板彈簧方面，國內(nèi)變截面鋼板彈簧的設計滿載靜應力水平普遍為400MPa~550MPa，略高于等截面鋼板彈簧的水平，但是低于國際知名商用車板簧650~750MPa的滿載靜應力水平。
AM：目前鍛造鋁合金車輪在國內(nèi)的應用推廣如何？大面積推廣的主要瓶頸是什么？
康博士：乘用車廣泛應用的鋁合金車輪是采用低壓鑄造工藝生產(chǎn)的，鍛造鋁合金車輪主要應用于中、重型商用車。目前鍛造鋁合金車輪在國內(nèi)中、重型商用車上已有應用，不過還不是標準配置，而是根據(jù)客戶需求的選配。同規(guī)格的車輪采用鋁合金材料比鋼制車輪可實現(xiàn)減重20%～30%，考慮到運動部件慣性的影響，它將更加有利于車輛的節(jié)能與減排。目前影響鍛造鋁合金車輪在中、重型商用車上大面積推廣應用的瓶頸首要的是成本。由于國內(nèi)中、重型商用車采用鍛造鋁合金車輪的數(shù)量相對較少，同樣規(guī)格的鋁合金車輪價格約為鋼制車輪的5倍。
AM：近幾年，國內(nèi)全鋁商用貨車或客車的開發(fā)熱情非常高漲，就貨車而言，全鋁貨車能否給用戶帶來真正的效益？
康博士：鋁合金材料的應用對實現(xiàn)車輛輕量化有積極的作用，可以有效降低車輛的自重，提升車輛的運輸效率或車輛運輸?shù)慕?jīng)濟性能。目前某些鋁制零部件可以實現(xiàn)同鋼制部件等效的可靠性和耐久性，材料及工藝也比較穩(wěn)定。所謂的全鋁商用貨車或客車，是指白車身、車廂以及部分總成部件均采用鋁合金材料制備。全鋁貨車能否給用戶帶來真正的效益，這主要取決于車輛的有效出勤率、運輸效率以及駕駛員的駕駛習慣等等。
AM：目前東風汽車也在開發(fā)全鋁電動客車，市場推廣情況怎樣？全鋁客車除了在新能源電動大巴上應用，傳統(tǒng)燃油客車全鋁商用車的前景如何？
康博士：在國家“十二五”期間，東風汽車公司承擔了國家科技部科技支撐計劃“形變鋁合金應用技術開發(fā)及其在目標車型上集成應用”課題的“全鋁車身混合動力輕量化客車開發(fā)”項目。通過嚴格的設計、分析以及白車身的集成優(yōu)化、鋁合金復合連接技術，開發(fā)出全鋁車身混合動力輕量化示范客車，實現(xiàn)客車白車身減重40.9%，整車減重14.2%，典型公交工況節(jié)油率7.9%，目前該車已經(jīng)上了產(chǎn)品公告目錄。
無論是混合動力客車，純電動客車，還是傳統(tǒng)燃油客車，雖然選用的材料路線可能會有所不同，但是輕量化必然是其未來的發(fā)展方向。由于鋁合金材料的特性和特點，鋁合金材料必然是其中的重要選擇之一。
AM：您也一直關注鎂合金的應用推廣，鎂合金目前在乘用車上受制成本和性能不足等因素，推廣受阻，在商用車上未來是否有更好地應用前景？
康博士：鎂合金是目前工程材料中密度最低的金屬材料。我國原鎂儲量豐富，原鎂及鎂合金的產(chǎn)量位居世界第一。由于鎂合金的密度是鋼鐵的1/4，是鋁合金的2/3；和鋼鐵及鋁合金相比，具有高的比強度、比彈性模量、導熱系數(shù)和阻尼系數(shù)，而備受材料工作者矚目。但是鎂合金也有它的不足之處，比如抗腐蝕性能差，凝固收縮傾向大，疲勞強度低，高溫抗蠕變性能差，室溫下滑移系較少，所以鎂合金材料不是萬能的材料，不是所有鋁合金零件都可以簡單用鎂合金來替代。對于鎂合金的應用，一定要根據(jù)零件服役的具體實際來選擇是否鎂合金，一定要根據(jù)鎂合金的特點進行零部件的結構設計，絕不建議用鎂合金簡單替代鋁合金或其他材料。
從目前市場鋁合金及鎂合金的價格來算，采用鎂合金和采用鋁合金生產(chǎn)的綜合成本是相當?shù)摹?br />
目前在乘用車上得到廣泛應用的鎂合金零部件主要有：方向盤芯骨、座椅骨架、儀表盤骨架、變速箱上蓋、發(fā)動機氣閥室罩蓋等等。對于商用車而言也一樣，不過由于商用車零件的幾何尺寸相對要大一些，采用鎂合金生產(chǎn)的難度則相對要大一些。從材料的角度來看，汽車是多種材料的復合體，我們追求的是把正確的材料用在正確的地方。我們目前仍在不斷研發(fā)鎂合金在商用車中的應用，也在不斷考慮鎂合金對商用車安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保的影響。
AM：您既是汽車材料分會的行業(yè)領導，也是整車廠的技術領導，請您給行業(yè)從事汽車材料的工程師談談您的體會，作為汽車行業(yè)的一個基礎性技術，汽車材料如何更好地服務于汽車工業(yè)的發(fā)展。
康博士：簡單地說，在汽車行業(yè)要做好材料工作，第一必須要了解整車、總成的結構和功能，要知道相關零件在其中的服役狀況和要求；第二要熟悉相關零部件的生產(chǎn)工藝及其發(fā)展；第三必須要熟悉本領域材料的特性、特點及其發(fā)展。要本著基礎研究、先行開發(fā)和商品開發(fā)的模式開展材料的研究與開發(fā)，為產(chǎn)品設計、現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制提供先進、適宜的材料工藝技術。
AM：汽車材料分會為作為汽車材料行業(yè)技術組織，請簡要介紹一下汽車材料分會在推廣行業(yè)技術進步與發(fā)展方面做了哪些工作。
康博士：在中國汽車工程學會的領導下，汽車材料分會積極組織業(yè)內(nèi)的工程師開展了系列材料技術進步活動，概括地說有如下幾個方面：
（1）研發(fā)課題工作。在中國汽車工程學會的領導下，組織、參與和承擔了國家科技部“十二五”科技支撐計劃“汽車關鍵輕量化技術開發(fā)與整車的集成應用”。相關的研發(fā)工作均業(yè)已圓滿完成，在汽車材料工藝領域取得了重大進展，有力促進了汽車材料工藝的技術進步。
（2）標準化工作。汽車材料分會在過去的幾年中，緊緊圍繞汽車材料的發(fā)展以及生產(chǎn)實際，在中國汽車輕量化技術聯(lián)盟中，組織行業(yè)的技術力量開展了相關標準的制訂工作，目前已發(fā)布了19項標準，還有17項標準待發(fā)布。我們也計劃隨后對已發(fā)布的標準在行業(yè)內(nèi)開展宣貫活動，提升我們的標準意識和標準水平。最近政府部門正在簡政放權，汽車工程學會作為行業(yè)社會團體，正在承接政府部門的標準體系建設職能，汽車材料分會的汽車材料領域標準化工作未來還將是個 長期和持續(xù)的工作。
（3）新材料、新工藝、新技術推廣工作。我們汽車材料分會以及分會下屬的學組每年都要圍繞新材料、新工藝、新技術組織行業(yè)技術人員開展學術交流和學術研討活動，推廣新材料、新工藝及新技術。通過交流和研討，提升業(yè)內(nèi)技術人員的技術思維、技術水平，信息交流，從而促進行業(yè)技術進步。
（4）組織業(yè)內(nèi)技術人員互訪。近年來，我們開展了研究單位、材料單位和整車單位的定向、專題互訪活動。通過互訪，進一步推進了技術人員在材料工藝方面的交流，提升認識，達成共識，共同推進新材料的應用。
AM：再次感謝康博士接受我們的采訪，作為汽車材料行業(yè)的媒體，我們也一直致力于汽車材料與輕量化技術的交流與傳播，也希望與汽車材料分會一起為我們汽車材料和輕量化技術的發(fā)展貢獻我們的力量。
編后：正如康明博士所說，新材料、新工藝的應用在汽車輕量化技術路線中扮演著重要角色，商用車也不例外?？v觀國內(nèi)商用車用材情況，雖然取得了一定的成績，但與國外還存在一定的差距。隨著排放升級帶來的燃油車購置成本的增加以及企業(yè)面臨的節(jié)能減排形勢，各企業(yè)也展開了對商用車的新布局，“高效、綠色、互聯(lián)、安全”四大趨勢正在塑造全球商用車產(chǎn)業(yè)，并在未來幾年持續(xù)對行業(yè)產(chǎn)生影響。商用車材料技術的進步需要全行業(yè)聯(lián)合起來，汽車材料分會等行業(yè)組織牽頭，共同開展相關技術的攻關，建立適合我國汽車行業(yè)需求的技術體系，進一步提高國產(chǎn)商用車市場競爭力。
汽車工業(yè)在蓬勃發(fā)展的同時，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的潮流。實施汽車輕量化過程中鋁合金材料將發(fā)揮其天然優(yōu)勢，主要用來改造和替代車身材料。汽車輕量化大致可以分為車身輕量化、發(fā)動機輕量化、底盤輕量化三類,其目的均是在保證性能的前提下通過使用更輕材料降低車重，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保功能。
很顯然，鋁合金在汽車輕量化中有其天然的優(yōu)勢：
一、減重和節(jié)能效果明顯。鋁的力學性能好，其密度只有鋼鐵的1/3，具有良好的導熱性，僅次于銅，機械加工性能比鐵高4.5 倍，且其表面自然形成的氧化膜具有良好的耐蝕性，因此鋁成為實現(xiàn)汽車輕量化最理想的首選材料。
二、乘客的舒適性和安全性獲得提高。鋁合金汽車是在不降低汽車容量的情況下減輕汽車自重，車身重心減低，汽車行駛更穩(wěn)定、舒適。由于鋁材的吸能性好，在碰撞安全性方面有明顯的優(yōu)勢，汽車前部的變形區(qū)在碰撞時會產(chǎn)生皺褶，可吸收大量的沖擊力，從而保護了后面的駕駛員和乘客。
三、鋁易于回收。鋁制品在使用過程中幾乎不發(fā)生腐蝕或僅發(fā)生輕微的腐蝕，工業(yè)上使用的常規(guī)材料中，鋁的回收價值率是最高的。在鋁材—鋁制品—使用—回收再生鋁錠—再加工成鋁材的循環(huán)過程中，鋁的損耗也僅5%左右，其再生性能比任何一種常用金屬都高。 我們可以通過圖表的形式直觀的了解一下鋁合金材料在汽車輕量化中的典型應用：
目前東輕公司在產(chǎn)汽車輕量化方面合金材料
1. 轎車車門用5754鋁合金板材、6005A型材：
東輕公司結合國內(nèi)的市場，自主開發(fā)的《轎車車門用5754鋁合金板材》被列入國家“九五”轎車新材料技術開發(fā)項目，并得到國家的大力支持。產(chǎn)品質(zhì)量達到了國外同類產(chǎn)品實物質(zhì)量水平和標準要求，完全替代了進口，并實現(xiàn)了產(chǎn)品定型、批量生產(chǎn)的目標，制定出了完整的生產(chǎn)工藝操作規(guī)程與質(zhì)量保證體系。為汽車車身的輕量化和材料的國產(chǎn)化做出了貢獻。該項目于1999年10月通過了省級鑒定，該產(chǎn)品于2000年獲得了國家級重點新產(chǎn)品稱號，黑龍江省優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎，哈爾濱市科技進步二等獎。
2. 5083超塑性鋁合金板材
超塑性成形鋁合金主要應用于飛行器、車輛、建筑等領域的復雜零部件，可以減少幾何廢料，提高成品率，保證零件加工后的整體精度。針對國內(nèi)5083超塑材料研制空白，結合倫敦地鐵列車的需求，我公司開展了5083超塑板的研制工作。通過合金成分確定、熔鑄工藝優(yōu)化、均勻化熱處理及軋制工藝試驗，研制的5083超塑材料性能與國外材料相當，滿足用戶要求，替代了進口材料，該材料高溫超塑性可達200～298%。隨著國際鋁合金超塑成型生產(chǎn)的應用范圍的擴大，尤其是軌道交通、高檔轎車、豪華賽車等復雜零件的加工需求的增加，該材料的應用前景極為廣闊。目前東輕公司已經(jīng)接到不同應用領域的產(chǎn)品訂購需求。
3. 汽車迎賓板、車標用S501帶材，車牌用3系鋁合金板材：
隨著科學技術的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車已逐漸走進大眾家庭，汽車市場的競爭也日趨激烈。高檔汽車的裝飾也在不斷追求完美，汽車迎賓板、車標等原材料因對材料表面光潔度要求較高，一直使用進口材料。東輕公司于2011年進行該材料國產(chǎn)化的首次試制，并于2012年年初試制成功。該合金帶材采用單面拋光軋制，另一面為一般軋制表面，經(jīng)用戶使用效果較好，目前已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。同時，車牌用3系鋁合金板帶材也已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
4. 汽車散熱器用鋁合金復合材料：
鋁合金復合材是鋁合金復合箔、復合帶、復合板的統(tǒng)稱，是制造汽車空調(diào)器、散熱器、中冷器、油冷器、暖風機、干手器和空分設備等釬焊式熱交換器的關鍵原材料。復合材主要是由2~3種合金經(jīng)疊合壓延后制成的2~5層復合材，包覆層（皮材）多為高硅合金或低電位合金，如4004、4045、4047、4343、7072等，基體（芯材）主要是3003、3003+1.5%Zn、3003+1%Zn和3004合金等。其釬焊原理是：將鋁合金復合材和其他管件、板件組成的換熱器放入600℃左右的高溫釬焊爐中，包覆層熔化，而基體不熔化，高硅合金材料通過虹吸作用和擴散機制使散熱器翅片和換熱器通道、換熱片釬焊在一起，從而實現(xiàn)熱交換作用。
東輕公司是國內(nèi)首家研制和生產(chǎn)釬焊式熱交換器用鋁合金復合材的廠家，可生產(chǎn)十余種合金和上百個規(guī)格的復合材產(chǎn)品，也可根據(jù)用戶要求和使用特點研制生產(chǎn)特殊用途的鋁合金復合材產(chǎn)品。
5. 汽車隔熱用1050、3004、5052板帶
鋁合金在發(fā)動機罩上的應用也正逐步增多，應用最成功的是奧迪汽車公司。奧迪的輕鋁車身技術是奧迪公司的一項核心技術，公司已在這一領域進行長達20年的研究和開發(fā)，其精湛的應用技術遠遠領先于其他汽車廠家。奧迪A8和A2在全球各著名協(xié)會和專業(yè)媒休的評比中屢獲殊榮，至今已贏得40多項大獎．日本美洲豹(jaguar)也在從事全鋁車身的開發(fā)和應用，2003年6月開始銷售全鋁車身的頂級轎車XJ。除此之外，豐田新皇冠、梅賽德斯—奔馳新E級車、標致307 4P的發(fā)動機罩，均采用了鋁合金材料。
6. 機油冷卻器用、儲氣罐用3003板
汽車的冷氣設備(冷凝器、蒸發(fā)器)、機油冷卻器、散熱器、暖風設備等熱交換器中的冷凝器、蒸發(fā)器、空拎式機油冷卻器幾乎100％的用鋁制造，鋁散熱器的難點是耐久性利散熱能力，耐久性主要是因腐蝕而漏水的問題，其原因是冷卻液引起的內(nèi)部腐蝕和鹽類引起的外部腐蝕．向冷卻水中添加防銹劑可防止內(nèi)部腐蝕；對于鹽類引起的外部腐蝕可采用表面處理和耐蝕合金來防止。
7. 6A02T6、6060T4、6082T6汽車防撞梁用型材
保險杠作為吸收沖撞能量的緩沖體己普遍安裝在轎車上，但由此卻增加了車的質(zhì)量。為此，鋁保險杠出現(xiàn)以達輕量化的目的，同時，鋁合金材料的強度及吸能緩沖優(yōu)勢也較為明顯。
8. 油箱板5052、5083，結構件用5182，汽缸墊用5754板
5xxx系強度比1×××系和3×××系鋁合金高，屬于中高強度鋁合金，疲勞性能合金板材具有高強度，高成形性，高耐腐蝕性和高表面處理性以及焊接性能好等優(yōu)點，因此廣泛被用于汽車油箱、結構件及發(fā)動機內(nèi)蓋板。在汽車上被采用的5xxx系合金板材一般是以5052，5182以及各鋁業(yè)公司自主開發(fā)的5xxx系高成形性材料為主。
9. 6016T4合金結構板
目前的發(fā)展趨勢是開發(fā)6000系車身板鋁合金，固溶處理后，加適當預處理，具有良好的成形性，隨后在油漆時又具有高的烘烤硬化性，在沖壓成型后經(jīng)油漆烘烤，性能可進一步提高，因而，6000系合金的研究愈來愈受到關注，該系合金以其優(yōu)良的綜合性能而成為國內(nèi)外的研究焦點, 該系合金以T4（固溶淬火+ 自然時效）狀態(tài)供貨，具有較低的屈服強度（ < 150mPa），從而可提供良好的成形性，產(chǎn)品在最后的烤漆過程中通過時效強化獲得強度和抗凹陷性的良好組合。
10. 汽車懸掛件用鋁合金鍛件
目前，國內(nèi)企業(yè)針對車身板及鋁制汽車輪轂開展了大量的研究工作，并且已有部分企業(yè)開始批量供貨，但汽車用懸掛零部件用鋁合金材料卻并未開展研究工作，由蘇州有色金屬研究院和東輕公司合作，針對鋁制汽車用懸掛零部件開展研究，生產(chǎn)出6×××系高性能鋁合金汽車懸掛件，開發(fā)出具有知識產(chǎn)權，性能優(yōu)良的新產(chǎn)品。
中國汽車材料（Auto-Material，以下簡稱AM）：康博士，首先感謝您能接受我們的采訪。您多年來一直從事車用材料的研究與應用，請您簡要介紹一下國內(nèi)商用車（包括貨車和客車）的用材總體情況、在商用車上應用的主要材料占比情況，以及與國外的差異。
康博士：隨著新材料、新工藝以及新技術的發(fā)展，國內(nèi)商用車的技術水平得到了長足發(fā)展，商用車的用材水平也得到了顯著的提升。先進高強鋼、鋁合金、鎂合金、非金屬復合材料等等在國產(chǎn)商用車上已經(jīng)屢見不鮮，促進了商用車的輕量化以及安全性、可靠性，但是我國目前商用車先進材料的應用比例和應用的成熟度相對國外先進水平還是比較低的。
就貨車而言，其鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)為：80%～84%；鋁合金（含鎂合金）為：3.5%～4.5%；非金屬為：3.5%～4.5%；橡膠為：7%～8%；其他：1.5%～2.5%。與國際先進水平相比主要反映在我們的鋼鐵質(zhì)量分數(shù)相對較高，而鋁合金（含鎂合金）及非金屬的質(zhì)量分數(shù)相對較低。
就客車而言，其鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)為：70%～80%；鋁合金（含鎂合金）為：1.5%～2.5%；非金屬為：8%～10%；橡膠為：3%～6%；玻璃為：2%～3%，其他：2%～3%。同樣,與國際先進水平相比主要反映在我們鋼鐵的質(zhì)量分數(shù)相對高，而鋁合金（含鎂合金）及非金屬的質(zhì)量分數(shù)相對低。
AM：無論是商用車還是乘用車，輕量化技術都有很大的需求，就輕量化技術路徑而言，商用車與乘用車存在哪些異同？
康博士：商用車屬生產(chǎn)資料，乘用車屬消費資料。商用車的工作環(huán)境，保養(yǎng)維護狀況要遠比乘用車惡劣。因此,出于耐久性和可靠性考慮，商用車的用材就會相對收斂和保守一些。輕量化工作不僅是乘用車的發(fā)展方向，同樣也是商用車的重要發(fā)展方向，是世界范圍內(nèi)汽車發(fā)展的潮流。有資料表明：汽車質(zhì)量下降10%，可降低燃油消耗6%左右，降低排放4%左右。就輕量化技術路徑而言兩者是相同的，即：模塊化設計、結構優(yōu)化及零件整合、新材料新工藝。其中，新材料、新工藝的應用在汽車輕量化技術路線中扮演著重要角色，是汽車輕量化的重要措施之一，比如先進高強鋼、鋁合金、鎂合金及非金屬材料的應用等等。
AM：目前，在乘用車上應用最多，作為輕量化材料的高強度鋼應用較為廣泛。那么高強度鋼（如高強大梁鋼，高強度彈簧鋼等）在商用車上的應用現(xiàn)狀如何？與國外主流商用車還存在哪些差距？
康博士：在白車身方面，國內(nèi)大部分是以低碳軟鋼板為主，少量采用了340MPa強度級別的高強度含磷鋼板和420MPa以上級別的低合金高強度鋼板，高強度鋼板約占白車身重量的10%～15%，而更高級別的先進高強度鋼以及熱沖壓成鋼在國內(nèi)尚沒有實際應用。不過結合商用車未來的發(fā)展需求，這些材料及工藝技術的研發(fā)工作都正在進行之中。而國際上，先進商用車的白車身340MPa以上級別的先進高強鋼用量達40%～60%，有的甚至達到70%。不僅510MPa級別，甚至590MPa、700MPa和980MPa級別的先進超高強度鋼也都有應用。
在底盤方面，目前國內(nèi)是以500MPa～600MPa級大梁鋼板為主，少部分車型采用了700MPa以上級別的大梁鋼板，甚至熱處理車架。國際上先進商用車的車架普遍用鋼強度已達到700MPa～800MPa級別水平。在北美部分還采用了1200MPa級別以上的熱處理車架。車架重量明顯低于國內(nèi)同類產(chǎn)品。
在鋼板彈簧方面，國內(nèi)變截面鋼板彈簧的設計滿載靜應力水平普遍為400MPa~550MPa，略高于等截面鋼板彈簧的水平，但是低于國際知名商用車板簧650~750MPa的滿載靜應力水平。
AM：目前鍛造鋁合金車輪在國內(nèi)的應用推廣如何？大面積推廣的主要瓶頸是什么？
康博士：乘用車廣泛應用的鋁合金車輪是采用低壓鑄造工藝生產(chǎn)的，鍛造鋁合金車輪主要應用于中、重型商用車。目前鍛造鋁合金車輪在國內(nèi)中、重型商用車上已有應用，不過還不是標準配置，而是根據(jù)客戶需求的選配。同規(guī)格的車輪采用鋁合金材料比鋼制車輪可實現(xiàn)減重20%～30%，考慮到運動部件慣性的影響，它將更加有利于車輛的節(jié)能與減排。目前影響鍛造鋁合金車輪在中、重型商用車上大面積推廣應用的瓶頸首要的是成本。由于國內(nèi)中、重型商用車采用鍛造鋁合金車輪的數(shù)量相對較少，同樣規(guī)格的鋁合金車輪價格約為鋼制車輪的5倍。
AM：近幾年，國內(nèi)全鋁商用貨車或客車的開發(fā)熱情非常高漲，就貨車而言，全鋁貨車能否給用戶帶來真正的效益？
康博士：鋁合金材料的應用對實現(xiàn)車輛輕量化有積極的作用，可以有效降低車輛的自重，提升車輛的運輸效率或車輛運輸?shù)慕?jīng)濟性能。目前某些鋁制零部件可以實現(xiàn)同鋼制部件等效的可靠性和耐久性，材料及工藝也比較穩(wěn)定。所謂的全鋁商用貨車或客車，是指白車身、車廂以及部分總成部件均采用鋁合金材料制備。全鋁貨車能否給用戶帶來真正的效益，這主要取決于車輛的有效出勤率、運輸效率以及駕駛員的駕駛習慣等等。
AM：目前東風汽車也在開發(fā)全鋁電動客車，市場推廣情況怎樣？全鋁客車除了在新能源電動大巴上應用，傳統(tǒng)燃油客車全鋁商用車的前景如何？
康博士：在國家“十二五”期間，東風汽車公司承擔了國家科技部科技支撐計劃“形變鋁合金應用技術開發(fā)及其在目標車型上集成應用”課題的“全鋁車身混合動力輕量化客車開發(fā)”項目。通過嚴格的設計、分析以及白車身的集成優(yōu)化、鋁合金復合連接技術，開發(fā)出全鋁車身混合動力輕量化示范客車，實現(xiàn)客車白車身減重40.9%，整車減重14.2%，典型公交工況節(jié)油率7.9%，目前該車已經(jīng)上了產(chǎn)品公告目錄。
無論是混合動力客車，純電動客車，還是傳統(tǒng)燃油客車，雖然選用的材料路線可能會有所不同，但是輕量化必然是其未來的發(fā)展方向。由于鋁合金材料的特性和特點，鋁合金材料必然是其中的重要選擇之一。
AM：您也一直關注鎂合金的應用推廣，鎂合金目前在乘用車上受制成本和性能不足等因素，推廣受阻，在商用車上未來是否有更好地應用前景？
康博士：鎂合金是目前工程材料中密度最低的金屬材料。我國原鎂儲量豐富，原鎂及鎂合金的產(chǎn)量位居世界第一。由于鎂合金的密度是鋼鐵的1/4，是鋁合金的2/3；和鋼鐵及鋁合金相比，具有高的比強度、比彈性模量、導熱系數(shù)和阻尼系數(shù)，而備受材料工作者矚目。但是鎂合金也有它的不足之處，比如抗腐蝕性能差，凝固收縮傾向大，疲勞強度低，高溫抗蠕變性能差，室溫下滑移系較少，所以鎂合金材料不是萬能的材料，不是所有鋁合金零件都可以簡單用鎂合金來替代。對于鎂合金的應用，一定要根據(jù)零件服役的具體實際來選擇是否鎂合金，一定要根據(jù)鎂合金的特點進行零部件的結構設計，絕不建議用鎂合金簡單替代鋁合金或其他材料。
從目前市場鋁合金及鎂合金的價格來算，采用鎂合金和采用鋁合金生產(chǎn)的綜合成本是相當?shù)摹?br />
目前在乘用車上得到廣泛應用的鎂合金零部件主要有：方向盤芯骨、座椅骨架、儀表盤骨架、變速箱上蓋、發(fā)動機氣閥室罩蓋等等。對于商用車而言也一樣，不過由于商用車零件的幾何尺寸相對要大一些，采用鎂合金生產(chǎn)的難度則相對要大一些。從材料的角度來看，汽車是多種材料的復合體，我們追求的是把正確的材料用在正確的地方。我們目前仍在不斷研發(fā)鎂合金在商用車中的應用，也在不斷考慮鎂合金對商用車安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保的影響。
AM：您既是汽車材料分會的行業(yè)領導，也是整車廠的技術領導，請您給行業(yè)從事汽車材料的工程師談談您的體會，作為汽車行業(yè)的一個基礎性技術，汽車材料如何更好地服務于汽車工業(yè)的發(fā)展。
康博士：簡單地說，在汽車行業(yè)要做好材料工作，第一必須要了解整車、總成的結構和功能，要知道相關零件在其中的服役狀況和要求；第二要熟悉相關零部件的生產(chǎn)工藝及其發(fā)展；第三必須要熟悉本領域材料的特性、特點及其發(fā)展。要本著基礎研究、先行開發(fā)和商品開發(fā)的模式開展材料的研究與開發(fā)，為產(chǎn)品設計、現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制提供先進、適宜的材料工藝技術。
AM：汽車材料分會為作為汽車材料行業(yè)技術組織，請簡要介紹一下汽車材料分會在推廣行業(yè)技術進步與發(fā)展方面做了哪些工作。
康博士：在中國汽車工程學會的領導下，汽車材料分會積極組織業(yè)內(nèi)的工程師開展了系列材料技術進步活動，概括地說有如下幾個方面：
（1）研發(fā)課題工作。在中國汽車工程學會的領導下，組織、參與和承擔了國家科技部“十二五”科技支撐計劃“汽車關鍵輕量化技術開發(fā)與整車的集成應用”。相關的研發(fā)工作均業(yè)已圓滿完成，在汽車材料工藝領域取得了重大進展，有力促進了汽車材料工藝的技術進步。
（2）標準化工作。汽車材料分會在過去的幾年中，緊緊圍繞汽車材料的發(fā)展以及生產(chǎn)實際，在中國汽車輕量化技術聯(lián)盟中，組織行業(yè)的技術力量開展了相關標準的制訂工作，目前已發(fā)布了19項標準，還有17項標準待發(fā)布。我們也計劃隨后對已發(fā)布的標準在行業(yè)內(nèi)開展宣貫活動，提升我們的標準意識和標準水平。最近政府部門正在簡政放權，汽車工程學會作為行業(yè)社會團體，正在承接政府部門的標準體系建設職能，汽車材料分會的汽車材料領域標準化工作未來還將是個 長期和持續(xù)的工作。
（3）新材料、新工藝、新技術推廣工作。我們汽車材料分會以及分會下屬的學組每年都要圍繞新材料、新工藝、新技術組織行業(yè)技術人員開展學術交流和學術研討活動，推廣新材料、新工藝及新技術。通過交流和研討，提升業(yè)內(nèi)技術人員的技術思維、技術水平，信息交流，從而促進行業(yè)技術進步。
（4）組織業(yè)內(nèi)技術人員互訪。近年來，我們開展了研究單位、材料單位和整車單位的定向、專題互訪活動。通過互訪，進一步推進了技術人員在材料工藝方面的交流，提升認識，達成共識，共同推進新材料的應用。
AM：再次感謝康博士接受我們的采訪，作為汽車材料行業(yè)的媒體，我們也一直致力于汽車材料與輕量化技術的交流與傳播，也希望與汽車材料分會一起為我們汽車材料和輕量化技術的發(fā)展貢獻我們的力量。
編后：正如康明博士所說，新材料、新工藝的應用在汽車輕量化技術路線中扮演著重要角色，商用車也不例外?？v觀國內(nèi)商用車用材情況，雖然取得了一定的成績，但與國外還存在一定的差距。隨著排放升級帶來的燃油車購置成本的增加以及企業(yè)面臨的節(jié)能減排形勢，各企業(yè)也展開了對商用車的新布局，“高效、綠色、互聯(lián)、安全”四大趨勢正在塑造全球商用車產(chǎn)業(yè)，并在未來幾年持續(xù)對行業(yè)產(chǎn)生影響。商用車材料技術的進步需要全行業(yè)聯(lián)合起來，汽車材料分會等行業(yè)組織牽頭，共同開展相關技術的攻關，建立適合我國汽車行業(yè)需求的技術體系，進一步提高國產(chǎn)商用車市場競爭力。
汽車工業(yè)在蓬勃發(fā)展的同時，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的潮流。實施汽車輕量化過程中鋁合金材料將發(fā)揮其天然優(yōu)勢，主要用來改造和替代車身材料。汽車輕量化大致可以分為車身輕量化、發(fā)動機輕量化、底盤輕量化三類,其目的均是在保證性能的前提下通過使用更輕材料降低車重，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保功能。
很顯然，鋁合金在汽車輕量化中有其天然的優(yōu)勢：
一、減重和節(jié)能效果明顯。鋁的力學性能好，其密度只有鋼鐵的1/3，具有良好的導熱性，僅次于銅，機械加工性能比鐵高4.5 倍，且其表面自然形成的氧化膜具有良好的耐蝕性，因此鋁成為實現(xiàn)汽車輕量化最理想的首選材料。
二、乘客的舒適性和安全性獲得提高。鋁合金汽車是在不降低汽車容量的情況下減輕汽車自重，車身重心減低，汽車行駛更穩(wěn)定、舒適。由于鋁材的吸能性好，在碰撞安全性方面有明顯的優(yōu)勢，汽車前部的變形區(qū)在碰撞時會產(chǎn)生皺褶，可吸收大量的沖擊力，從而保護了后面的駕駛員和乘客。
三、鋁易于回收。鋁制品在使用過程中幾乎不發(fā)生腐蝕或僅發(fā)生輕微的腐蝕，工業(yè)上使用的常規(guī)材料中，鋁的回收價值率是最高的。在鋁材—鋁制品—使用—回收再生鋁錠—再加工成鋁材的循環(huán)過程中，鋁的損耗也僅5%左右，其再生性能比任何一種常用金屬都高。 我們可以通過圖表的形式直觀的了解一下鋁合金材料在汽車輕量化中的典型應用：
目前東輕公司在產(chǎn)汽車輕量化方面合金材料
1. 轎車車門用5754鋁合金板材、6005A型材：
東輕公司結合國內(nèi)的市場，自主開發(fā)的《轎車車門用5754鋁合金板材》被列入國家“九五”轎車新材料技術開發(fā)項目，并得到國家的大力支持。產(chǎn)品質(zhì)量達到了國外同類產(chǎn)品實物質(zhì)量水平和標準要求，完全替代了進口，并實現(xiàn)了產(chǎn)品定型、批量生產(chǎn)的目標，制定出了完整的生產(chǎn)工藝操作規(guī)程與質(zhì)量保證體系。為汽車車身的輕量化和材料的國產(chǎn)化做出了貢獻。該項目于1999年10月通過了省級鑒定，該產(chǎn)品于2000年獲得了國家級重點新產(chǎn)品稱號，黑龍江省優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎，哈爾濱市科技進步二等獎。
2. 5083超塑性鋁合金板材
超塑性成形鋁合金主要應用于飛行器、車輛、建筑等領域的復雜零部件，可以減少幾何廢料，提高成品率，保證零件加工后的整體精度。針對國內(nèi)5083超塑材料研制空白，結合倫敦地鐵列車的需求，我公司開展了5083超塑板的研制工作。通過合金成分確定、熔鑄工藝優(yōu)化、均勻化熱處理及軋制工藝試驗，研制的5083超塑材料性能與國外材料相當，滿足用戶要求，替代了進口材料，該材料高溫超塑性可達200～298%。隨著國際鋁合金超塑成型生產(chǎn)的應用范圍的擴大，尤其是軌道交通、高檔轎車、豪華賽車等復雜零件的加工需求的增加，該材料的應用前景極為廣闊。目前東輕公司已經(jīng)接到不同應用領域的產(chǎn)品訂購需求。
3. 汽車迎賓板、車標用S501帶材，車牌用3系鋁合金板材：
隨著科學技術的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車已逐漸走進大眾家庭，汽車市場的競爭也日趨激烈。高檔汽車的裝飾也在不斷追求完美，汽車迎賓板、車標等原材料因對材料表面光潔度要求較高，一直使用進口材料。東輕公司于2011年進行該材料國產(chǎn)化的首次試制，并于2012年年初試制成功。該合金帶材采用單面拋光軋制，另一面為一般軋制表面，經(jīng)用戶使用效果較好，目前已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。同時，車牌用3系鋁合金板帶材也已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
4. 汽車散熱器用鋁合金復合材料：
鋁合金復合材是鋁合金復合箔、復合帶、復合板的統(tǒng)稱，是制造汽車空調(diào)器、散熱器、中冷器、油冷器、暖風機、干手器和空分設備等釬焊式熱交換器的關鍵原材料。復合材主要是由2~3種合金經(jīng)疊合壓延后制成的2~5層復合材，包覆層（皮材）多為高硅合金或低電位合金，如4004、4045、4047、4343、7072等，基體（芯材）主要是3003、3003+1.5%Zn、3003+1%Zn和3004合金等。其釬焊原理是：將鋁合金復合材和其他管件、板件組成的換熱器放入600℃左右的高溫釬焊爐中，包覆層熔化，而基體不熔化，高硅合金材料通過虹吸作用和擴散機制使散熱器翅片和換熱器通道、換熱片釬焊在一起，從而實現(xiàn)熱交換作用。
東輕公司是國內(nèi)首家研制和生產(chǎn)釬焊式熱交換器用鋁合金復合材的廠家，可生產(chǎn)十余種合金和上百個規(guī)格的復合材產(chǎn)品，也可根據(jù)用戶要求和使用特點研制生產(chǎn)特殊用途的鋁合金復合材產(chǎn)品。
5. 汽車隔熱用1050、3004、5052板帶
鋁合金在發(fā)動機罩上的應用也正逐步增多，應用最成功的是奧迪汽車公司。奧迪的輕鋁車身技術是奧迪公司的一項核心技術，公司已在這一領域進行長達20年的研究和開發(fā)，其精湛的應用技術遠遠領先于其他汽車廠家。奧迪A8和A2在全球各著名協(xié)會和專業(yè)媒休的評比中屢獲殊榮，至今已贏得40多項大獎．日本美洲豹(jaguar)也在從事全鋁車身的開發(fā)和應用，2003年6月開始銷售全鋁車身的頂級轎車XJ。除此之外，豐田新皇冠、梅賽德斯—奔馳新E級車、標致307 4P的發(fā)動機罩，均采用了鋁合金材料。
6. 機油冷卻器用、儲氣罐用3003板
汽車的冷氣設備(冷凝器、蒸發(fā)器)、機油冷卻器、散熱器、暖風設備等熱交換器中的冷凝器、蒸發(fā)器、空拎式機油冷卻器幾乎100％的用鋁制造，鋁散熱器的難點是耐久性利散熱能力，耐久性主要是因腐蝕而漏水的問題，其原因是冷卻液引起的內(nèi)部腐蝕和鹽類引起的外部腐蝕．向冷卻水中添加防銹劑可防止內(nèi)部腐蝕；對于鹽類引起的外部腐蝕可采用表面處理和耐蝕合金來防止。
7. 6A02T6、6060T4、6082T6汽車防撞梁用型材
保險杠作為吸收沖撞能量的緩沖體己普遍安裝在轎車上，但由此卻增加了車的質(zhì)量。為此，鋁保險杠出現(xiàn)以達輕量化的目的，同時，鋁合金材料的強度及吸能緩沖優(yōu)勢也較為明顯。
8. 油箱板5052、5083，結構件用5182，汽缸墊用5754板
5xxx系強度比1×××系和3×××系鋁合金高，屬于中高強度鋁合金，疲勞性能合金板材具有高強度，高成形性，高耐腐蝕性和高表面處理性以及焊接性能好等優(yōu)點，因此廣泛被用于汽車油箱、結構件及發(fā)動機內(nèi)蓋板。在汽車上被采用的5xxx系合金板材一般是以5052，5182以及各鋁業(yè)公司自主開發(fā)的5xxx系高成形性材料為主。
9. 6016T4合金結構板
目前的發(fā)展趨勢是開發(fā)6000系車身板鋁合金，固溶處理后，加適當預處理，具有良好的成形性，隨后在油漆時又具有高的烘烤硬化性，在沖壓成型后經(jīng)油漆烘烤，性能可進一步提高，因而，6000系合金的研究愈來愈受到關注，該系合金以其優(yōu)良的綜合性能而成為國內(nèi)外的研究焦點, 該系合金以T4（固溶淬火+ 自然時效）狀態(tài)供貨，具有較低的屈服強度（ < 150mPa），從而可提供良好的成形性，產(chǎn)品在最后的烤漆過程中通過時效強化獲得強度和抗凹陷性的良好組合。
10. 汽車懸掛件用鋁合金鍛件
目前，國內(nèi)企業(yè)針對車身板及鋁制汽車輪轂開展了大量的研究工作，并且已有部分企業(yè)開始批量供貨，但汽車用懸掛零部件用鋁合金材料卻并未開展研究工作，由蘇州有色金屬研究院和東輕公司合作，針對鋁制汽車用懸掛零部件開展研究，生產(chǎn)出6×××系高性能鋁合金汽車懸掛件，開發(fā)出具有知識產(chǎn)權，性能優(yōu)良的新產(chǎn)品。
