隨著環(huán)境污染、能源消耗日益加劇等問題的出現(xiàn)，汽車制造業(yè)對(duì)汽車車身的輕量化提出了更高的要求。無(wú)論是整車廠還是零配件供應(yīng)商都在嘗試采用各種方式降低車身重量，如采用新材料、新的加工工藝等。對(duì)于白車身的減重而言，目前常用的技術(shù)如采用鋁板、激光拼焊板、TRB、熱成型、液壓成形、以及高強(qiáng)鋼，在降低車身重量的同時(shí)，也保障和提高了車身的安全性能。其中綜合比較成熟技術(shù)中，鋁板技術(shù)的應(yīng)用在最大的效果上降低了轎車車身重量，對(duì)汽車車身輕量化做出了巨大的貢獻(xiàn)。
相關(guān)預(yù)測(cè)，2020年前國(guó)內(nèi)乘用車復(fù)合增速為7％，在結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域運(yùn)用鋁合金材料的帶動(dòng)下，歐美單車用鋁維持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)單車用鋁在2020年趨近于歐美，即在178kg左右，鋁鑄件價(jià)格不變，即維持在3.5萬(wàn)-4萬(wàn)元/噸。2014年國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車鋁件市場(chǎng)空間約607億元，保守估計(jì)到2020年國(guó)內(nèi)汽車鋁件市場(chǎng)空間可達(dá)1622億元。此外，微型電動(dòng)車用鋁將由2014年的3億元增長(zhǎng)至2020年的268億元。綜合來(lái)看，2020年國(guó)內(nèi)汽車用鋁的市場(chǎng)規(guī)模將由610億元增長(zhǎng)至1899億元。根據(jù)國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)交流，國(guó)內(nèi)各大汽車企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)鋁合金的應(yīng)用研究。
汽車工業(yè)是鋁鑄件的主要市場(chǎng)，例如日本，鋁鑄件的76%、鋁壓鑄件的77%為汽車鑄件。鋁合金鑄件主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋、活塞、進(jìn)氣歧管、搖臂、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架、空壓機(jī)連桿、傳動(dòng)器殼體、離合器殼體、車輪、制動(dòng)器零件、把手及罩蓋殼體類零件等。
鋁鑄件中不可避免地存在缺陷，壓鑄件還不能熱處理，因此在用鋁合金來(lái)生產(chǎn)要求較高強(qiáng)度鑄件時(shí)受到限制。為此在鑄件生產(chǎn)工藝上作了改進(jìn)，鑄造鍛造法和半固態(tài)成型法將是未來(lái)較多用的工藝。
變形鋁合金指鋁合金板帶材、擠壓型材和鍛造材，在汽車上主要用于車身面板、車身骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、空調(diào)冷凝器、蒸發(fā)器、車輪、裝飾件和懸架系統(tǒng)零件等。
由于輕量化效果明顯，鋁合金在車身上的應(yīng)用正在擴(kuò)大。如1990年9月開始銷售的日本本田NSX車采用了全鋁承載式車身，比用冷軋鋼板制造的同樣車身輕200kg，引起全世界的矚目。NSX全車用鋁材達(dá)到31.3%，如在全鋁車身上，外板使用6000系列合金，內(nèi)板使用5052－0合金，骨架大部使用5182－0合金；由于側(cè)門框?qū)?qiáng)度和剛度要求很高，使用以6N01合金為基礎(chǔ)、適當(dāng)調(diào)整了Mg和Si含量的合金。在歐美也有用2036和2008合金作車身內(nèi)外板的。
鋁合金材質(zhì)零件的主要生產(chǎn)工藝還有鍛造，采用鍛造工藝生產(chǎn)的零件主要為力學(xué)性能要求較高的零件，例如車輪、底盤懸架系統(tǒng)控制臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、空調(diào)壓縮機(jī)渦旋盤等。
底盤件鋁化輕量化效果明顯，對(duì)車輛性能提升顯著。國(guó)外鋁化率較高，國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)低于國(guó)外，主要應(yīng)用于高檔的自主品牌汽車及純電動(dòng)轎車，但滲透率僅為10%左右。轉(zhuǎn)向節(jié)產(chǎn)品在底盤件中滲透率最高，技術(shù)難度最高的零件為副車架，產(chǎn)品成品率較低，尺寸精度有待提高定，焊接接頭性能以及焊接變形控制水平較低。
應(yīng)用鋁合金零件已成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的重要途徑，副車架做為支承前后車橋、懸掛的支架，國(guó)外主機(jī)廠在中高端車型上使用鋁合金副車架，輕量化效果顯著。本文介紹了兩種鋁合金副車架成型方式:一種是壓力鑄造、鋁管液壓成型或鋁板沖壓焊接等單一的工藝直接成型;另一種是由鑄造成型、擠壓成型、鋁管液壓成型、鋁板沖壓等兩種或兩種以上工藝組合。
結(jié)構(gòu)件非常注重輕量化效率，更輕零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、更高性能材料開發(fā)、更高的生產(chǎn)效率及成品率為今后的主要趨勢(shì)。
因此我國(guó)的汽車工業(yè)必須瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平，對(duì)汽車用鋁合金的性能和生產(chǎn)工藝進(jìn)行更深入的研究開發(fā)。
材料國(guó)產(chǎn)化研究的投入，并整合目前比較分散的科研力量。
汽車制造業(yè)與鋁加工業(yè)應(yīng)通力合作，相互支持，共同研發(fā)。
系統(tǒng)研究鋁合金材料的成分、顯微組織、力學(xué)性能與沖壓性能之間的關(guān)系；尤其是加大對(duì)汽車車身板材用鋁合金的研究力度，通過優(yōu)化合金成分、熱處理工藝和加工工藝來(lái)開發(fā)與鋼板的成形性及烤漆硬化性能相同的板材。
充分研究鋁合金的焊接性能，并開發(fā)能提高鋁與鋼鐵的焊接性能的合金材料。
應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)值模擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)材料制備工藝與性能間復(fù)雜非線性關(guān)系的擬合和預(yù)測(cè)，進(jìn)一步優(yōu)化汽車用鋁板、鋁帶和鋁型材的加工工藝。
充分研究鋁合金的安全環(huán)保和回收等問題，開發(fā)再生利用技術(shù)。
開發(fā)新型的汽車用鋁合金，如Al-Li合金、超塑性鋁合金、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料等。
隨著設(shè)計(jì)方法和制造工藝的不斷改進(jìn)與成熟， 提高輕量化材料的使用量便成為了汽車輕量化發(fā)展的首要目標(biāo)和發(fā)展方向，《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中要求汽車生產(chǎn)企業(yè)必須通過增加輕量化材料在汽車上的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)平均整車減重 5%～20%的目標(biāo)，尤其是在新能源汽車領(lǐng)域，通過輕量化減重，可以有效提升續(xù)航里程。
