奥迪早在25年前就已经将铝应用到汽车上，并且已成为积极追求铝应用的一个客户，尤其体现在其最近推出的限量版A8旗舰车型。现在该德国豪华汽车制造商正在拓展其高销量A6和TT跑车上的铝应用。Scheps称，在未来五年，你将看到越来越多的高销量大众市场汽车会采用全铝车身，且北美将会引领这一趋势，但是他拒绝透露顺应这一趋势的车辆品牌。但是，福特于今年1月份宣称，其将于2014年推出的下一代F系全尺寸皮卡将会采用铝车身面板，因为该汽车制造商正在努力满足日益严格的燃油经济性标准。日产英菲尼迪豪华品牌在今年4月份的纽约汽车展上亮相了其EL电动概念汽车，并采用全铝车身，且该车将会进行生产。
Scheps也是美国铝业协会运输集团的主席，其还表示，全铝车身到目前为止还属于细分车辆，这部分车辆的年销量约为2万辆。但是在未来五年内，这部分车型的交付量将达每年20万辆。其预测，北美汽车行业在未来五年内将超过欧洲，成为铝金属的最大消费市场。一款采用全铝车身的汽车可能最高可采用1,000磅(454千克)的铝，包括轮毂、发动机和变速箱在内。欧洲生产地汽车所采用铝的比例与美国大致相同，但是由于欧洲汽车在尺寸上较小一些，因此整体的铝含量也会偏低。此外，亚洲汽车制造商也会加入这一阵容。本田和日产或将成为日本铝应用的领导者，丰田可能会稍晚一些采用。
Scheps称，中国生产的汽车想要迎来较大规模的铝应用估计还要再等一段时间，并且会分为两个阶段进行：第一个阶段将以国外在中国的合资企业为主;第二个阶段或将在十年之后发生，主要包括当地的原始设备制造商。由于未来燃油经济性和排量标准更为严格，汽车制造商为了满足这些规定，最终都将大规模采用铝产品，因为铝应用可以帮助他们在不牺牲内饰空间和汽车性能的前提下，还能采用超高燃效且轻质的动力传动系统。铝行业正在提高产量以满足日益增长的需求。例如美国铝业最新宣布将为其位于爱荷华州达文波特的工厂投资3亿美元，提高该厂的汽车铝制品的产量。届时该投资将新增150个工作岗位，且一旦该厂于明年扩张完成，将会有2,300名工人在这里工作。
美国铝业正在沙特阿拉伯生产全世界最大且成本最低的完全集成的铝复合物。此外，还有一个生产汽车车身板材的轧钢厂，年产量可达10万吨，该项目将与2014年上线。事实上，燃油经济性并不是唯一一个让汽车制造商希望使用更多铝制品的原因，第二个主导因素就是铝产品的抗腐蚀性和较强的碰撞性能。铝可吸收的碰撞能量是钢铁的两倍。随着加速向铝应用发展，汽车行业和铝行业也面临一些挑战。例如，需要对更多的技术人员进行培训，让他们更好地完成铝的维修，但是Scheps认为这一点是完全可以实现的。
Scheps指出，一些高强度的钢制品很难维修。该行业已经为欧洲的铝产品更新了一本维修手册。此外，对于铝这种金属的其他需求预计还将来自日益增长的电动车产业，因为这一产业“轻质”是必须的。与花在铝上的开支相比，电池可谓非常昂贵，但是通过采用铝，可以节省3美元。Scheps预计美国汽车制造商每磅钢铁的成本为0.30-0.50美元，而铝每磅的成本为2美元，并且铝复合物的成本价更是高达每磅10美元。虽然铝的价格很昂贵，但是他相信与高强度的钢铁相比，铝在未来仍然具有优势，因为仅采用高强度的钢铁很难降低车重。Scheps并不认为目前铝成本较高会成为该金属大规模使用的绊脚石，他表示，汽车购买者已经准备好将钱花在铝上，这样在汽油上的开支就会少很多。如果汽车的燃油经济性达到54.5mpg(4.3 L/100 km)，消费者也是需要付出很多代价的。
汽车工艺与材料增加1km。若汽车自重减轻10燃油经济性可提高约5.5。2铝在汽车上的应用铝在汽车上的应用可分为铝合金和铝基复合材料两大部分。2.1铝合金2.1.1汽车工业用铝合金分类用于汽车上的铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金用于重力铸造件、低压铸件和其它特种铸造零件。变形铝合金包括板材、箔材、挤压材、锻件等。汽车铝铸件主要用在发动机气缸体、变速器、转向机构、后桥、配气机构、机油泵、水泵等壳体件及框架结构的车身骨架、车轮、制动泵和防抱系统零件。变形铝合金主要用于空调系统零件换热器、冷凝器等、压缩机件、行驶部分零件、发动机冷却系统散热器件以及车身零件如车身构件的光滑配合段、尺寸链偏差补偿器焊缝上的屏障垫、密封件夹和装饰件等。2.1.2铝合金在汽车上的应用2.1.2.1在汽车轮毂上的应用随着A.B.S防抱死、制动装置的安装普及率的提高提出了减轻非悬挂件重量的要求从而加速铝合金车轮的使用进程。目前国外铝合金车轮的安装率为30估计今年有些国家将达50以上。铝合金车轮目前主要采用重力铸造、低压铸造。随轻量化的更高要求今后的发展趋势是:a.向薄壁化、刚性优良的压力铸造、挤压铸造法转移b.用铝板进行冲压加工、旋压加工做成整体车轮和两部分组合车轮该工艺已用于实际生产中。如鲍许公司已用铝板Al-MgSi1F31制造了分离车轮比铸造车轮轻25成本也减少25。美国的森特莱因�9�9图尔公司用分离旋压法试制出整体板材6061车轮仅重4.3kg。且旋压加工所需时间不到90s/个不需组装具有和轧材同样的强度和铸件同样的经济性适合大批量生产市场前景广阔。日本铝轮毂生产企业为适应汽车轻量化的要求提出了生产厚度更薄、形状更复杂、重量更轻及安全性更高的铝轮毂。为满足这些要求日本企业开发出惰性气体的低压铸造技术“HIPAC-1”且此技术已引入生产线用于铝轮毂的生产。该技术具有下述特点:a.惰性气体气氛的低压铸造法能改善熔体流动性消除氧化物及针孔缺陷提高合金强度b.使用“HIPAC-1”法适宜制轮毂通过降低模温和流速来提高产品质量及减少铸造飞边c.采用“HIPAC-1”法可生产轻型轮毂d.因完成了吹Ar气装置特殊引铸管可进行与高温作业对应的无金属丝网的生产。采用此法生产的铸铝轮毂比钢质轮毂约轻30轮毂占整个车轮重量的70。车轮重量的减轻将减少燃料消耗增加有效负载。而且铝轮毂散热较好可延长车轮的疲劳寿命。1993年韩国铝轮毂需求量急剧上升。当时乘用车的铝轮毂安装率为2030很快升为40铝轮毂产量占世界第10位并与德国BBC公司签订了10年的技术合作协议。韩国共有6个轮毂厂均采用低压铸造法生产表2列出了此6个轮毂厂的产量。1991年我国西南铝加工厂与日本轻金属株式会社合作共同开发Φ571.5mm×190.5mm汽车铝轮毂该铝轮毂的材质为A6061表2韩国铝轮毂厂年产量表厂家年产量三善工业100东亚80韩国轮毂厂70珠雷50韶乌尔车体50龙岩金属30万件—21—1997年第1期表3铝轮毂模锻工艺参数表4铝轮毂件的热处理工艺参数项目工艺参数模具温度℃400开锻温度℃500540终锻温度℃450润滑剂矿物油石墨润滑方式手工涂刷模锻力MN约85合金。其轮毂生产工艺流程为:铸锭铸造→均火→检验→中断→车皮→加热→锻造→加热→模锻→蚀洗→热处理→金相组织与性能检验→验收交货。该厂过去采用3万吨水压机模锻方案。截至1993年共生产铝轮毂600多件且轮毂形状、尺寸、外观和性能均满足日本用户的使用要求。但传统生产工艺尚存在以下不足:a.生产效率低班产量1520件工人劳动强度大难以形成批量生产b.模芯分模、吊装时散热快终锻温度不易控制轮毂易产生粗晶对产品质量有一定影响。针对原工艺的不足经过一系列实验和可行性研究开发了轮毂多向等温模锻技术。所谓等温模锻是指坯料在模腔内变形过程中模具温度和终锻温度分别维持在能够抑制晶粒长大的某一温度之上的模锻工艺。此已用于实际生产中。100MN水压机多向等温模锻生产铝轮毂与传统工艺相比具有如下优点。a.多向模具结构设计基本合理100MN水压机垂直压力和水平压力均满足模锻轮毂锻件所需的压力要求。b.通过提高模锻频率来实现等温模锻是可行的可以省去模具加热保温装置的投资。c.采用多向等温模锻可有效地抑制6061合金模锻粗晶组织。表3、表4分别列出了铝轮毂制造工艺参数。2.1.2.2在汽车车身中的应用车身占整车重量的比例很大降低车身的重量对整车轻量化非常有利。近年来为进一步适应汽车工业的要求日本在4000系的Al-Si合金、6000系Al-Mg-Si合金、7000系的Al-Mg-Zn合金、Al-Zn-Si-Mg-Cu系合金中加入微量的Cu、Ni、Mn、Cr、Zr等可提高强度及成型性的元素同时改进铸造、轧制及热处理工艺克服铝合金材料本身加工成型时的不足。经调整后的合金板材不仅具有较高的强度而且有良好的成型性能。可作为汽车车身、车轮、油箱、铝罐、机器盖板、电机壳等材料。表5、6分别列出了日本用于车身的铝合金性能和化学成分。项目工艺参数固熔温度℃5405保温时间min120空气炉淬火水温室温转移时间s≤25时效温度℃180保温时间h8表5日本车身用铝合金板的力学性能合金系合金化学成分
