汽車材料構(gòu)成與金屬加工工藝淺析

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歷經(jīng)百年發(fā)展，汽車工業(yè)已經(jīng)成為世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最為重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)汽車行業(yè)保持著較為明顯發(fā)展韌性，正處于發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要節(jié)點(diǎn)，汽車行業(yè)連續(xù)多年保持總體平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，汽車市場(chǎng)需求潛力巨大，出口規(guī)模年均保持過(guò)百萬(wàn)的水平，對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)穩(wěn)中向好的基本面發(fā)揮著相應(yīng)的助力。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)汽車生產(chǎn)技術(shù)研究的專業(yè)書(shū)籍不多，急需填補(bǔ)這一空白。

由芹野洋一（日）主編、馬釗翻譯的《汽車生產(chǎn)技術(shù)》（機(jī)械工業(yè)出版社，2020年3月第1版）一書(shū)系“汽車先進(jìn)技術(shù)譯叢”“日本汽車技術(shù)協(xié)會(huì)汽車經(jīng)典技術(shù)書(shū)系”之一。汽車工業(yè)涉及到多種技術(shù)領(lǐng)域，既包括原材料及毛坯，也包括零部件的加工、處理、裝配直至整車組裝，還包括生產(chǎn)指令、工廠環(huán)境及設(shè)備、模具等，全面覆蓋難度極大。編者采取抓重點(diǎn)、抓突出點(diǎn)的原則，以站在制造現(xiàn)場(chǎng)的視角，將全書(shū)分成5個(gè)章節(jié)，針對(duì)汽車生產(chǎn)技術(shù)中不可或缺的16個(gè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了全面深入的闡述與介紹，科學(xué)覆蓋了“鍛造工藝和設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)”“沖壓技術(shù)和設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)”“熱處理、表面處理技術(shù)”“組裝的自動(dòng)化和設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)”等汽車生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出主題清晰、理論扎實(shí)、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。編者強(qiáng)調(diào)，生產(chǎn)技術(shù)是有生命的技術(shù)，不同生產(chǎn)策略的采用、不同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等都會(huì)影響技術(shù)的應(yīng)用。為了幫助讀者獲得更好的閱讀體驗(yàn)，更好地理解書(shū)中內(nèi)容，編者引入了大量的圖表，如“多軸頭交換單元”“地球環(huán)境和熱處理的關(guān)系”等，文字與圖表相結(jié)合的方式能夠增強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容的可理解性與操作指導(dǎo)性。

所有在汽車制造中使用的材料都屬于汽車材料。汽車材料是汽車生產(chǎn)制造不可或缺的基礎(chǔ)，對(duì)汽車性能有著極大的影響。隨著物理學(xué)、化學(xué)及材料學(xué)等科學(xué)的迅速發(fā)展，汽車材料也從最早的鋼、木材發(fā)展到各種高分子合成材料、智能材料，合成橡膠、合成纖維、金屬陶瓷復(fù)合材料乃至聚氨酯自修復(fù)材料等，先后被運(yùn)用到汽車制造中，豐富了汽車材料的類別，實(shí)現(xiàn)了汽車材料的多元化發(fā)展。作為汽車制造中使用量最大的材料，占到汽車整車重量65%及以上的金屬材料被廣泛應(yīng)用于汽車各個(gè)零部件，鎂合金、鈦合金等都屬于較為常見(jiàn)的汽車金屬材料。具有質(zhì)輕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)的碳纖維近年來(lái)在民用汽車的應(yīng)用不斷增加，甚至有一些超級(jí)跑車選擇全碳纖維車身。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，汽車工業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了汽車材料的發(fā)展，汽車材料開(kāi)始朝著輕量化、高性能、多元化、綠色環(huán)保的發(fā)展方向。編者指出，汽車材料的構(gòu)成日趨多元，但金屬材料仍將是汽車材料的主要構(gòu)成，高強(qiáng)度鋼及高性能合金等是汽車材料研發(fā)、應(yīng)用的主要方向。同時(shí)，隨著今后社會(huì)的要求和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，綠色環(huán)保將成為汽車材料發(fā)展的主要方向，綠色塑料、綠色復(fù)合材料等環(huán)保材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。我國(guó)汽車工業(yè)在經(jīng)過(guò)多年迅猛發(fā)展后，已經(jīng)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)新的關(guān)鍵階段，車用材料也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，以鋼為主的汽車用材料結(jié)構(gòu)也在朝著塑造復(fù)合材料、鋼鋁混合乃至全鋁車身等新材料混合應(yīng)用的方向前進(jìn)。

鑄造工藝具有其他眾多加工方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它能夠不受尺寸、形狀的影響制造出汽車上大部分的零部件，這使得很多的鑄造材質(zhì)、鑄造工藝都能夠應(yīng)用在汽車工業(yè)上。隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的推進(jìn)，汽車工業(yè)迅猛發(fā)展并成為世界各國(guó)規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)之一。編者用較大篇幅對(duì)汽車加工技術(shù)進(jìn)行了介紹，歸納了當(dāng)前成熟的鑄造技術(shù)、鍛造技術(shù)、燒結(jié)技術(shù)、沖壓技術(shù)及樹(shù)脂成形技術(shù)等，并對(duì)相關(guān)技術(shù)的未來(lái)動(dòng)向和新技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，探索了汽車鑄造零部件的力學(xué)性能檢測(cè)方法與無(wú)損檢測(cè)方法等，有效提高了全書(shū)指導(dǎo)生產(chǎn)的實(shí)踐作用。編者明確提出，汽車的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)從大批量生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)向個(gè)性化、柔性生產(chǎn)，如何有效應(yīng)對(duì)用戶喜好、需求成為汽車工業(yè)的變革方向。這就推動(dòng)鑄造業(yè)逐步擺脫傳統(tǒng)工藝的限制，從原有的經(jīng)驗(yàn)鑄造發(fā)展為科學(xué)鑄造，能夠?yàn)槠嚬I(yè)的發(fā)展提供更具針對(duì)性的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，編者引進(jìn)了多個(gè)技術(shù)的課程思考，以拓展讀者的思路。

總得來(lái)說(shuō)，《汽車生產(chǎn)技術(shù)》由大批活躍在汽車及零部件生產(chǎn)一線的優(yōu)秀技術(shù)人員參與編撰，大家圍繞汽車生產(chǎn)實(shí)際入手，對(duì)汽車生產(chǎn)中的重要技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行說(shuō)明的同時(shí)，對(duì)當(dāng)前汽車工業(yè)面對(duì)的課題、未來(lái)的展望以及新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)等也進(jìn)行了相應(yīng)的探討，使得該書(shū)既具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又具有現(xiàn)實(shí)可操作性，理論與實(shí)踐得到了有效的融合，能夠作為高校汽車制造相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可作為汽車工業(yè)工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等從業(yè)人員的參考用書(shū)，還可作為有興趣的社會(huì)公眾的閱讀用書(shū)。

作者:張軍建 單位:襄陽(yáng)汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院