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近年來，國內的環保問題日益嚴峻，政府相繼出臺了一系列嚴格的環保標準。在這種情況下，汽車輕量化逐漸成為趨勢，我國已經出臺了多項相關政策，促進新能源汽車的研發和使用，推動汽車用材輕量化進程。預計到2020年，我國汽車輕量化會發展到較高的水平，屆時，以2005年目標車為基數，我國汽車整體上將減重40%左右。 當前，工程塑料、鋁合金、鎂合金等新材料的運用開始成為汽車輕量化的發展趨勢之一。據悉，現在德國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達到10%~15%，有的甚至達到了20%以上。此外，中國、日本和韓國的車身用鋁需求目前約為50000噸，業內人士預計，未來至少10年的年均需求增速將達到30%左右。 面對輕量化的趨勢，以及眾多新材料的沖擊，讓一直在汽車用材上占據霸主地位的汽車用鋼，面臨著前所未有的挑戰。但業內人士表示，在可見的未來，鋼材仍是汽車輕量化的主角，鋼鐵企業和汽車制造企業合作研發高強度汽車用鋼仍是實現汽車輕量化的主要方式之一。 鋼材仍是主流材料 長久以來，汽車用鋼中的板材（包括熱軋板、冷軋板和鍍層板）是生產汽車的最主要原材料。一般來說，制造1輛轎車須使用薄鋼板600kg~800kg。如今，為達到汽車的輕量化要求和節能減排的目標，汽車所采用的材料必須自重輕。在這一點上，工程塑料、鋁鎂合金等新材料比較占優勢。那么車用鋼會逐漸被替代嗎？ 對于這個問題，上海汽車集團乘用車質保部主任工程師付玉生在接受筆者采訪時堅定地表示：“沒法替代！”他認為，目前新材料的強度只能代替200MPa~300MPa的軟鋼部分，對于高強度鋼的地位，還是很難撼動的。對此，他解釋道，汽車企業對汽車產品會按照受眾群、利潤等方面來定價，如果是30萬元以上的車型，利潤高，這些輕的貴金屬材料自然也就用得多。“但現在市場上還是以中低端汽車為主，因此鋼材仍將是主流材料。” 對于這個觀點，寶鋼研究院首席工程師王利深表贊同。他表示，一般的汽車企業承受不了鎂鋁等合金材料的成本。他認為，輕量化技術最終是多材料的應用。對此，王利形象地比喻道：“就像設計師造房子一樣，假如你是窮人，就給你選便宜的材料；假如你是富人，就可以給你用好的材料。汽車用材的選擇，還是要回歸到客戶群體。一般中低檔的汽車，其用材還會是以鋼為主。”他認為，在未來占主導地位的汽車制造材料還是高強度鋼，比例約占60%。“如果用其他新材料，會引起汽車工業四大工藝的變化，其沖壓、焊接、涂裝、總裝，各個環節都要配套，成本也會相應提高。所以說，除非出現突破性、革新性的材料和技術，否則很難撼動汽車用鋼的地位。” 長安汽車研究總院先期技術研究所室主任劉波也表示：“就目前來說，高強度鋼的應用仍是輕量化最有效的手段。因為在實際操作中，高強度鋼是應用最順利、減重最明顯的，而且推動起來也比較容易。” 高強度、高塑性汽車鋼得到廣泛關注 目前來看，鋼材是一種既能夠實現輕量化，性價比較高，又能夠保證安全的材料。 中國汽車工程研究院副總工程師、汽車輕量化中心總工馬鳴圖告訴筆者，汽車工業下一步的發展肯定要用到鋁合金，但現在我國汽車用鋁合金板材的性能、質量還沒有達到要求。而對于鋼材的強度要求，馬鳴圖覺得在1000MPa以下，保證成型性就足夠了。“如果鋼材的強度達到1000MPa以上，鋼材的回彈、模具的磨損、模具的制造等問題，都很難解決。” 確實，高強度鋼的成型問題，也是眾多汽車企業關注的焦點。奇瑞汽車股份有限公司金屬材料部副部長陳云霞就表示，希望高塑性、高強度的汽車用鋼能夠盡快面世。一汽股份有限公司技術中心材料部金屬板材研究室高級工程師韓志勇對筆者坦言：“在輕量化和推動安全的趨勢下，高強鋼板的應用日益廣泛，比例也不斷提高，但同時也帶來了一定的困難。隨著強度的不斷提高，鋼材的可塑性就會變差，這就給成型帶來了困難。”此外，韓志勇補充道：“在鋼材強度提高的同時，如果塑性不能得到改善，對性能也會造成不利影響。對汽車企業來說，肯定是希望能得到一種強度高、成型性能好的材料，但這兩個方面通常是矛盾的。因此我們希望，未來的高強度鋼能夠有效降低汽車企業的成型困難和生產成本。” 高強度鋼普及不能急于求成鋼鐵行業進入微利時代以來，汽車用鋼一度成為鋼廠生產的“香餑餑”，許多鋼廠花費大量資源研發汽車用鋼。據了解，目前，國內的許多鋼廠已經可以生產出與國外品質相當的高強度鋼材。王利告訴筆者：“現在國際上主流的大汽車廠需要的材料，寶鋼基本上都能供應。此外，國際上同步研發的第三代汽車鋼，寶鋼也處在領先的位置。” 但即便如此，國內對于高強度鋼的利用率僅有40%，而放眼國際，這個比例則高達70%。對于普及率不高這一現象，首鋼技術研究院（技術中心）工程師韓赟向筆者透露：“現在高強鋼的推進工作仍不到位，在實際應用上，存在著汽車企業不愿意去推動的現象。”韓赟解釋道：“對汽車企業來說，如果推行減重，企業就要重新去設計、調整。一個是成本方面考慮，另外如果有風險的話，前期的付出就都打水漂了，因此很多企業都不愿意嘗試。” “還有一個原因，就是現在鋼廠雖然能夠生產高強度鋼，但下游企業不會用。越是高強度的產品，其下游工序，如加工、焊接等，就越困難。”韓赟補充道。不過對于高強度鋼應用的未來，他還是信心十足。“剛開始難免會有一些阻力，但未來肯定是一個逐步發展的過程。現在跟前兩年相比，高強度鋼的利用比例已經在增加，很多汽車企業也開始在嘗試，但這個事情不能急于求成。” 鋼企須轉換角色改變服務模式 高強度鋼在國內的普及率不高，很大程度上是由于我國長久以來的汽車用鋼制作工藝，都是效仿國外、跟隨國外的。如今，要趕上國外汽車工業的步伐，就需要國內的汽車生產廠家正向思維，創造出能與國外比肩，甚至好于國外的產品。 對于供應材料的鋼廠來說，關鍵在于改變傳統的服務模式。馬鳴圖告訴筆者，現在韓國浦項制鐵公司已經能做到從滿足客戶的要求出發，為用戶提供產品開發的先期介入，共同開發客戶需求的鋼材。他認為，鋼廠不光只是鋼材供應商，還要逐漸轉變成一個能夠解決問題的合作伙伴。 “具體來說，鋼廠不僅僅是把鋼材生產出來就夠了，還要讓客戶知道怎么用。這樣就需要一個實用階段的整體解決方案，包括是否跟客戶合資成立新公司、指導客戶如何選材、指導客戶用什么樣的工藝來做成零件，最后甚至是為客戶提供金融方面的支持。”馬鳴圖坦言，“在這個方面，我國鋼鐵企業在總體上還是做的遠遠不夠的。” 對此，王利也表示：“下游企業的零部件設計能力很強，但他們對材料的認識不如鋼廠，對新鋼種不知道如何應用。對鋼廠而言，雖然沒必要去把握整車設計，但掌握相關零部件的設計是完全可以做到的。如寶鋼以先期介入的形式，與客戶共同開發，最終達到為客戶提供解決方案的目的，這樣會加快新鋼種的普及和應用。” 在汽車企業看來，雖說高強度鋼是實現輕量化的有效手段，但是如果要做好的話，就需要鋼廠能夠提供一個完整的方案。同時，他們也希望鋼廠、研究院校等，能夠和汽車企業共同開發，將成果資源共享、推廣，從而降低單個企業的開發成本。 作為下游用戶，劉波建議鋼廠在推廣輕量化方案的同時，除了材料之外，還要有相應的、合適的工藝和結構設計。“如果鋼廠只是告訴用戶高強度鋼的材料厚度，是無法讓企業信服的。所以當鋼廠提出任何一個輕量化方案時，必須從結構、材料跟工藝這3個方面綜合考慮，而且要多方案進行對比，只有這樣，才能把輕量化落到實處。” 在劉波看來，未來的汽車工業發展，不可能由一種材料占統治地位。所有相關企業都要尋找在目前這個階段，與我們的設計、工藝水平最合適的材料。“找到它，并把它突破，最后把它精準地使用到汽車上，這才是最終目的。” |
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