提高廂式與專用運輸車鋁化率勢在必行
表面處理網訊專用汽車可分為通用廂式車（廂式貨車）專門運輸車冷藏車土建車環(huán)保車和不同用途的服務車等六大類不同國家的分類方法也不盡相同車的鋁化率也不同歐洲北美與日本的鋁化率高中國專用車的鋁化率總體來看甚低北美廂式車的鋁化率達92%以上冷藏車的鋁化率幾乎達到了100%中國專用車的鋁化仍處于起步階段但潛力很大
專用車的分類并不是完全獨立的而是同一技術可以應用在不同類型的車上如升降裝置廣泛應用于各類車輛上很多翼形廂式車的后門都帶有升降裝置環(huán)保車也有這類裝置專用車的鋁化蘊藏著巨大的節(jié)能減排潛力專用車的廂體多是可以用通用鋁板與擠壓鋁材制造其中板材的用量占75%以上傳動系統(tǒng)與發(fā)動機系統(tǒng)的許多零部件可用鑄件與壓鑄件制造懸掛系統(tǒng)還需一些鍛件
通用廂式車的鋁化率應達到80%
通用廂式車通常有8類翼形的側開門的帶起重設備的升降式后開門的帶自動進貨裝置的自卸式的車身可脫離式的和平板式的翼形廂式車是廂式貨車的代表占主導地位它的兩側門打開時形如翅膀故得此名翼形廂式車打開車門的方式有手動式液壓式與電動式兩側車門可以同時打開也可以分別開啟有的車門打開后兩側車門超過車頂有的車門打開后幾乎與車頂平齊叉車一般可直接開入廂式車上作業(yè)有的廂式車內部又分為兩層或更多層的其隔板有升降式的也有拆卸式的美國鋁業(yè)公司與約翰斯敦公司制造的長27m的雙層乘人小轎運輸車具有更長更輕更安全裝載量更多的特點因為它的骨架結構完全是用高強度鋁合金擠壓材搭構的用鋁合金壓鑄件連接中國也有這種多層汽車運輸車但是是鋼結構的亟宜全鋁化所需的鋁材中國全部可以生產
有的翼形廂式車不僅可向上開啟車門還可以向下開啟兩側車門既能讓叉車開上去作業(yè)又能用吊車吊取貨物這種車被稱為W翼形廂式車雖然大部分翼形廂式車都用鋁和塑制造也有只用一些鋁合金擠壓型管材桿支撐外置蓬布的但可以像普通翼外廂式車一樣方便地將兩側車門即支架和蓬布一起向上全部打開不需要卸下蓬布和支架不影響裝卸不影響效率
側開門廂式車是一種相當普遍的車型兩側車門通常是滑道式的整個一側由兩塊或三塊門組成可左右滑動適合在低矮倉庫和路邊裝卸貨物三塊門開口較大適合于裝卸大的貨物在中國這種側車門廂式車約占廂式貨車總數的65%是城市特別是大城市市區(qū)貨物運輸的主要車型理應全部鋁化可是現在還看不到全鋁化的這種車
美國克萊斯勒汽車公司經過2年半的潛心研發(fā)采用A356合金鑄造微型廂式車的前支撐橫梁比鋼件的質量下降42%并降低了車的噪聲及震動
亟待提高鋁化率的專用運輸車
專用運輸車是專門運輸某類物資的車輛大致可分為七類集裝箱運輸車液體運輸車散裝粉粒物質運輸車（自卸車）乘用轎車運輸車工程機械運輸車大件運輸車和其他專用車后一類車由于運輸貨物不同種類繁多如家具運輸車家畜運輸車軟料運輸車運鈔車美術品運輸車精密儀器運輸車防彈裝甲車等有些車廂采用了隔熱材料裝有冷暖空調器適合于運輸貴重美術品精密儀器花卉等有的運鈔車外觀同普通的旅行車一樣它們大多是卡車改裝的但與軍隊用的裝甲運兵車有所不同集裝箱運輸車實際上是一種平板大件運輸車它的鋁化較為簡單只要把承載集裝箱的鋼底板換成鋁合金的就行就像高鐵車廂的鋁合金底板可用厚6mm~8mm的5083合金擠壓型材焊成｜
1.液體運輸車
實際上液體運輸車就是罐式車通常根據運輸的物資不同確定罐的形狀構成和材料但是最關鍵的是材料與裝的液體不發(fā)生化學反應不腐蝕鋁通常選用不銹鋼純鋁或鋁合金有的罐內表面需經過鍍鈦涂氟化樹脂等處理
罐式車種類繁多形狀各異有的罐容積非常大如運輸液化天然氣（LNG）船上的貯罐容積達28000L有的罐是真空的在確定條件下底盤質量是確定的罐體質量就成為影響罐車質量的決定因素為此只要鋁及鋁合金對所運輸物資品質無影響就要用鋁或鋁合金板材焊制以降低車的質量達到節(jié)能減排降耗環(huán)保的目的
油罐車
運輸航空汽油與噴氣機煤油的油罐必須用鋁合金焊接因為即使用不銹鋼罐也會有極微量鐵進入油內這是不允許的筒體截面為圓弧矩形這是基于降低車的重心和在車輛外形尺寸范圍內加大截面積的考慮根據GB18564采用5083合金焊接板厚5mm~6mm日本三菱汽車公司開發(fā)的16t油罐車除罐是用鋁合金板焊接的之外其車架（11210mm×940mm×300mm）是用鋁合金型材制造的比鋼架的輕320kg整車減輕1.5t有限元分析與試驗測試表明全鋁合金油罐車有足夠的剛度與強度
防浪板封頭材料與罐體的相同也為5083合金封頭壁厚等于或大于罐體板的防浪板及加強板厚度比罐體的薄1mm罐體底部左右支座板厚6mm~8mm材料為5A06
罐頂有護欄和走臺走臺采用花紋鋁板或網板護欄由鋁管制成其高度不小于罐頂功能裝置的最大高度為了減少罐體外側面附件改善外觀整體性頂部油氣回收管控制氣管導線及漏水管均從貫穿罐體上下壁的管道中通過罐體兩側下部有一根鋁管過去用的是低碳鋼管因其內壁漆層易脫落與生銹維護工作量大且不方便改用鋼管后這些不足之處都得以消除同時也有一些減重效果也不能用PV塑料管因內壁易劃傷不耐磨剛度低鋁管可用有縫焊接管它可與罐體內的鋁合金鞍座焊成一體油罐車所需的鋁材中國都能批量生產
中國在鋁合金油罐汽車領域處于世界領先水平2009年8月中集車輛（山東）有限公司與美國鋁業(yè)公司（以下簡稱美鋁）簽署了建立戰(zhàn)略合作伙伴關系協議為亞洲商業(yè)運輸市場設計制造一款新型節(jié)能環(huán)保的鋁合金油罐車此車的自身質量比傳統(tǒng)不銹鋼車輕30%從而可大幅度增加有效載荷提高燃油經濟性和減少排放在其生命周期可和CO2排放90t節(jié)能全鋁油罐車項目的投資可在一年內回收
生產這種全鋁油罐車的板材由美國鋁業(yè)公司渤海鋁業(yè)有限公司提供Hack牌緊固件由美鋁緊固件系統(tǒng)（蘇州）有限公司生產而鍛造鋁合金車輪為DuraBright牌的來自美鋁設在匈牙利的克菲姆（Kfem）鍛壓廠這實際上是一輛全鋁油罐車2009年10月首臺原型樣車在濟面和北京進行了路試取得了圓滿結果達到了設計目標這種輕量化的環(huán)境友好型的高檔油罐車不但在中國而且在亞洲都有著相當大的市場潛力
還必須指出的是油品液化天然氣其他易燃易爆液態(tài)化學品在貯存和運輸過程中易發(fā)生燃燒與爆炸影響大危害廣給人們生活和企業(yè)生產帶來很大影響
上世紀80年代以來國外在研發(fā)金屬抑爆材料方面取得了巨大成就往油品液態(tài)化工產品等的貯存運輸罐等中加一定量的由3003鋁合金箔制成的呈蜂窩形的網狀或球狀抑爆材料可以防止它們的燃燒與爆炸這種抑爆網或球是用厚0.05mm寬250mm的3003-18（或24）合金箔制成的3003鋁箔網與球雖能有效預防罐內油品與液化氣的燃燒與爆炸在海灣戰(zhàn)爭期間美國直升機與戰(zhàn)車油箱中都裝填了防爆鋁箔網即使被槍彈擊中也未起火美國拉莫公司生產的輕型攻擊型巡邏艦的462L油箱中裝填了抑爆材料后經受了300發(fā)電光彈與穿甲燃燒彈的射擊實驗沒有發(fā)生爆炸不過它的主要不足之處是在油品中浸泡1天或更長一些時間會發(fā)生腐蝕不但腐蝕產物對油的品質有影響而且箔的伸長率急劇下降在外力如震動作用下會發(fā)生斷裂失去抑爆效能因此研發(fā)新的抑爆鋁材成為當務之急可慶幸的是清華大學材料系李建國教授在這方面做了許多工作取得了可喜的成果研發(fā)出性能優(yōu)秀的6xxx系合金箔抑爆材料遺憾的是至今未形成批量生產能力實乃匪夷所思｜
化工產品
按照石油化工產品及其他常用物質對1xxx系及5xxx系合金的腐蝕情況可將它們分為三類第一類是與鋁不起化學作用的物質即與鋁接觸時不發(fā)生腐蝕可以用兩系合金制造貯存容器第二類是指那些輕微腐蝕鋁的物質如果對鋁采取有效的防護措施鋁與它們接觸是安全的第三類是鋁與它們接觸時會發(fā)生嚴重的腐蝕
介質濃度溫度壓力與運動狀態(tài)對鋁的腐蝕有很大影響濃度影響說不準確一般隨濃度增加腐蝕速度加快不過例外太多因此關于鋁的腐蝕與介質的關系應針對具體情況討論腐蝕速度總是隨著溫度和壓力的升高與升高
大部分無水的無機鹽石油與石油產品有機化合物不腐蝕鋁但其水溶液或含有少量水時腐蝕鋁也有的物質如乙二酸一烷基醚無水時腐蝕鋁有少量水時反而不腐蝕鋁
鋁在濃硝酸和醋酸中具有良好的化學穩(wěn)定性但100%的醋酸及沸騰的0.25%~95%醋酸腐蝕鋁鋁在稀硫酸和發(fā)煙硫酸中穩(wěn)定在中等和高濃度的硫酸中則不穩(wěn)定鋁在硫酸溶液中穩(wěn)定
鋁材在受力時或經彎曲沖壓及焊接后都會在工件內產生一定的內應力會加速鋁的腐蝕因此應采取消除殘余應力的措施鋁材表面狀態(tài)對其腐蝕也有影響如表面上存在劃痕裂紋孔穴等缺陷易形成濃差電池加速腐蝕
可用高純鋁制造濃硝酸（98%）醋酸福爾馬林貯藏與罐車工業(yè)純鋁制造濃硝酸冰醋酸醋酸尿液貯罐與罐車可用552合金制造乙二醇貯罐與罐車
2.冷藏車與液化氣運輸車
鋁與鋼在性能與溫度關系方面的最大不同點在于鋼有低溫脆性而鋁及鋁合金則沒有當溫度降低時鋁及鋁合金在強度性能增加的同時塑性與韌性也隨著溫度的降低而上升因此鋁合金成為制造低溫裝備與設施的良好材料運輸液化天然氣的罐車與貯存液化天然氣的大罐可鋁合金5083-0板材焊接
考格爾公司生產的半冷藏車在使用了鋁合金后車的自身質量下降480kg用鋁合金板材型材及其他材料制造冷藏運輸車的另一優(yōu)點是鋁是一種潔凈對人體無害對環(huán)境友好的金屬易清洗不吸收和散發(fā)氣體冷藏車的四壁為三層復合材料上下層為鋁合金薄板中間為保溫材料具有很強的絕熱保溫性能｜
鑄造鋁合金
毫無疑問在可預見的時期內鋁在汽車中的用量會逐年有所上升減輕車的自身質量當然擴大鋁應用主要目的之一為了大幅度減輕車的質量人們正急于研究將車體質量中所占比例較大的車身（約30%）發(fā)動機（約18%）轉動系統(tǒng)（約15%）行走系統(tǒng)（約16%）車輪（約5%）等鋼鐵零件用鋁合金材料替代車輪的鋁化已基本完成發(fā)動機的鋁化也差不多了
在汽車用的鋁合金中壓軸及其他鑄造合金約占80%加工鋁材僅占20%多隨著車身鋁板帶用量的上升鋁材占的比例會逐年有所上升但上升幅度不會很大在汽車鋁鑄造產品用的合金中壓鑄件的產量約占70%所以壓鑄鋁合金在汽車用鋁中占到55%當然在各國用的鋁中此比例也不會一樣但都在54%~70%
在全世界當前消費的再生鋁合金約80%用于生產各種壓鑄件及鑄件主要用于生產汽車摩托車零件它們要求合金具有良好的鑄造性能所以再生鋁及鋁合金多用于生產YL1XX系及ZLXXX合金（Ai-Si系合金）
壓鑄鋁合金用的最多的是YL101YL102YL104YL112YL113YL117與YL302合金在鑄造鋁合金中汽車工業(yè)用的多為ZL101ZL101AZL104ZL105ZL105AZL106ZL107ZL108ZL109ZL110ZL111ZL114AZL115ZL116合金等
基礎研究是關鍵
推廣全鋁汽車與加大鋁在汽車應用鋁加工企業(yè)與汽車制造企業(yè)宜加大合作共同努力做好這項工作外還必須加大科技投入加強基礎研究我們都已看到跨國汽車公司的產品更多科技含量也更高產品譜系也更健全其實這僅是它們作為跨國巨頭的顯性特征而它們在基礎研究領域持續(xù)大額的投入是支撐其顯性特征的根基基礎研究往往是最基層最核心同時也是最花成本的并且短期內無法看到效益的行為但這是形成核心競爭力的基礎我們必須這么做這一步是必須邁出的
