由中國汽車工業協會、重慶兩江新區管理委員會聯合主辦的“2021中國汽車供應鏈大會”在重慶舉辦，長安汽車、地平線作為官方合作伙伴全力支持本次大會。本屆供應鏈大會主題為“補短鑄長、融合創新——構建中國汽車供應鏈新生態”，共同探討產業政策，交流分享技術，研判產業趨勢，展示創新成果，旨在促進產業國內國際互動，凝聚產業鏈條上下齊心，共謀產業協同發展之路。其中，在10月16日上午舉辦的主題論壇“汽車材料新動態”上，上海交通大學研究員、輕合金精密成型國家工程研究中心副主任蔣海燕發表精彩演講。 

我是來自上海交通大學的蔣海燕，我代表丁院士團隊做“汽車用輕合金材料的發展現狀與趨勢”的報告。

首先我代表丁院士對新材料分會的成立表示熱烈的祝賀。接下來匯報輕合金材料，包括鋁合金和鎂合金。

一、研究背景

下面看一下背景情況，我國汽車年銷售量逐年遞增，最新的數據。2017年我國汽車產銷分別完成2901.5萬輛和2887.9萬輛，連續9年居世界第一。

汽車工業的快速發展，使得能源與環境矛盾日益突出，輕量化戰略成為汽車行業研究熱點。輕量化是研究和解決環保問題的必然選擇。

世界主流汽車廠的輕量化戰略，為鋁合金，鎂合金輕合金材料提供了契機。輕量化在這方面主要的思想：以鋁代鋼、以鎂代鋼，或者以鑄代鍛。以前比如壓鑄機的噸位不夠，很多尺寸大的零件是制造不出來的，隨著技術的進步，從以前比較小的鋁合金零件，只能承受外觀件或者內飾件的零件，都向承構件轉變了。

汽車中有各大系統，目前在車身系統中的輕量化，用鋁合金、鎂合金的量還是最少的，所以車身采用鋁合金和鎂合金的量還是巨大的。車身工藝還是用鍛造或者沖壓工藝為主。

車身有一個典型的零件叫做減震塔，現在用的是一體壓鑄，目前在市面上比較成熟的像減震塔類似的零件，都是采用比較成熟的牌號，比如說-36合金，最先進的工藝采用真空壓鑄然后是后續熱處理。這是目前現有的水平。

現有的工藝還存在一些缺陷，不完美的地方。比如說采用真空壓鑄需要真空抽氣，它和壓鑄之間的協調、匹配還是不完美，這就造成成本的增加。另外后續的熱處理也會造成變形，特別是對大尺寸的零件來說，變形量還是比較嚴重的，這是目前工藝和材料不足的地方。解決途徑：盡量讓材料簡單化、工藝簡單化，越簡單越好。解決思路：是否能夠開發不用熱處理的合金。

二、鋁合金

下面介紹一下上海交通大學在鋁合金方面做的一些成果。

1、高強韌自強化壓鑄鋁合金（JDA1）。不用熱處理，通過自然條件就可以強化。解決了普通的材料，在制造過程中還要抽真空，之后要熱處理的問題，所以把這兩項都解決了。這種材料不需要熱處理，常規壓鑄之后自然時效。簡單介紹一下它的機理，自然時效條件下3-4天達到穩定。JDA1鋁合金有一個典型的運用，在凱迪拉克上的運用，為美國通用定制開發的一款材料。這款材料現在也在美國通用的采購目錄里面。JDA1號鋁合金我們也進行了測試。1號鋁合金在正常載荷下，我們乘以1.2的系數沒有開裂，我們再乘以1.2，一共乘了4次還是沒有開裂，它的疲勞性能比現有材料的性能翻了一倍。另外某公司在電池箱側板上也進行了運用，體現大尺寸，不需要熱處理就解決了變形的問題，這是一個例子。

2、高韌性非熱處理壓鑄鋁合金（JDA2a）。我們除了研發了1號鋁合金，還開發了2號鋁合金，使用的對象不同，所以元素體系也不同。1號鋁合金是鋁硅性系，2號鋁合金是鋁鎂性系，是針對不同的產品來開發的。2號鋁合金它的一些特點，特殊的處理使得晶粒更加細小。典型應用：1、某車企汽車鋁合金減震塔。這種減震塔減重效果在30%以上。2、駕駛上的門鎖也是用2號鋁合金來做的，2號鋁合金B和2號鋁合金A有稍微的改型。3、副車架的應用。這個項目在9月份已經通過了科技部的驗收。這里列出了1號鋁合金和2號鋁合金與常規材料的對比。我們不只是開發了1、2號鋁合金，其實是開發了二三十種鋁合金，只不過1、2號鋁合金成熟度比較高，應用比較廣，能夠到市場上去發揮作用，我們還有3、4號鋁合金，目前成熟度也在六、七級，小批量的試制，后面這些現在還沒有成型，還沒有完全成熟，所以還沒有完全排上號，比如說對高危性能要求比較高的鋁合金，高腐蝕性的場景我們也有相應的排號。這是腳踏總成，這是制造過程中的一些模擬。

三、鎂合金

鎂合金比鋁合金還要輕，密度是1.8，在汽車上運用主要是減重，是屬于比較輕的金屬材料。鎂合金還有一個特點它的吸振性比較好，電磁屏蔽、容易回收，它的阻力性比較好，資源比較豐富。我國鎂礦的資源占全球的大部分，國內多，國外少，像稀土資源一樣。鎂合金有很多的應用場合，這些地方都可以用鎂合金制造零件，但是為什么目前沒有這么多應用呢，是因為鎂合金制造的附加成本比較高，最終的產品成本也是比較高，所以價格限制了使用，但是我們作為技術人員來說，我們會開發新的工藝，開發新的材料，努力降低它的成本，讓它達到鋁合金這樣的水平。實際上鋁合金和鎂合金錠在原材料方面都是差不多的。

這個是汽車上用到鎂合金的一些典型的零件，儀表盤，這些都是用壓鑄生產的，因為汽車生產量比較大，只能用壓鑄工藝才能滿足大批量生產的需求。這是汽車上的座椅，實際上鎂合金的飛機和火車上的座椅已經比較多了，汽車上還比較少，特別是德國大部分是用鎂合金做的。這是早期做的變速箱殼體，這是上汽大眾，在2008年上海工博會上展出了，這是鎂合金焊的新能源車。

鎂合金因為輕，資源多，減重效果比較好，所以它未來肯定是有巨大潛力的金屬材料。現在由于價格等其他元素的問題，還沒有廣泛的運用，所以我們也希望有實力的企業在這方面加大投入，推動鎂合金的發展。鎂合金除了在汽車上，實際上目前來說在軍工方面運用得比較多，我們交通大學在軍工上做了很多鎂合金的產品，實際上鋁合金的產品和鎂合金的產品開發是一樣的，我們現在有幾款鎂合金，只不過沒有成熟的用在汽車領域，而是用在其他領域。

結束語：第一，汽車輕量化為輕質材料的研發與應用提供了強勁動力。有需求我們才有研究的目標，才有研究的動力。

第二，國內外對高強韌，和輕合金的開發取得了很多的成果，后面的路還很長。

第三，材料研發與應用是一個“順性而為，持之以恒”的工作，不是一蹴而就的，所以大家對輕量化的合金要有一些耐心，更要有信心。

第四，新型鋁、鎂合金與工藝相結合，并展示了極大的應用前景。所以一般材料和工藝要相匹配，材料開發是一方面，工藝的改進提高也是另外一方面，比如說現在隨著壓鑄機噸位的不斷增加，做大型的壓鑄件成為了可能，以前是不敢想的，將來有一天一臺壓鑄機可以壓鑄一個車的整型，這也是有可能的。