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    7月12日，“2018中國汽車輕量化產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在上海隆重舉行，論壇以“新技術、新材料、新工藝“為主題，旨在降低汽車自身重量同時提高輸出功率、降低噪聲、提升操控性和安全性，并對汽車輕量化政策趨勢發(fā)展、整車輕量化平臺化設計方案、關鍵零部件輕量化技術開發(fā)及汽車輕量化多材料應用及成本控制分析等問題展開探討。

    東風汽車公司汽車鋁合金輕量化研究中心主任魏啟金分享了“低壓鑄造鋁合金在汽車輕量化領域的應用研究”，魏啟金指出：

    1、鋁合金的密度僅是鋼鐵的三分之一左右，但是熱導率比鐵高出三倍，且相關的研究表明鋁合金的減重比例可以達到125%左右的水平，整個使用周期可以減少二氧化碳的排放。

    2、東風輕量化研究中心目前所做的產(chǎn)品主要集中在變速箱動力系統(tǒng)的殼體。

    以下是嘉賓演講實錄（有部分刪減）：

    魏啟金：各位來賓，各位專家大家中午好！非常有幸受蓋世汽車的邀請作為發(fā)言嘉賓在講臺上有這個機會跟大家對我們所從事的行業(yè)或者業(yè)務做一個分享。

    我匯報的內(nèi)容從三個方面講，第一個是中國汽車輕量化的發(fā)展趨勢，第二個是東風汽車輕量化鋁合金應用規(guī)劃，我第三個低壓鑄造鋁合金輕量化應用研究實際案例簡單的分享。第一部分我不再講了，我主要介紹東風未來在輕量化的規(guī)劃，在整個東風的輕量化規(guī)劃中會發(fā)揮東風零部件一體化的優(yōu)勢，推進輕量化技術開發(fā)與應用。主要從三個方面，在前期制定東風有限輕量化，目標成立CFT、整合精鑄、鑄鋁等零部件業(yè)務，后面的表是整個業(yè)務的架構，輕量化技術主要集中在有色鑄件、PV和CV兩個系統(tǒng)里面。

    鋁合金在整個輕量化里面用在哪些里？又有哪些好處？鋁合金和鋼鐵的常規(guī)知識，大家非常了解，它的密度僅僅是鋼鐵的三分之一左右，但是熱導率比鐵高出三倍左右，相關的研究表明汽車使用一公斤的鋁可以提高2.25公斤的鋼材，鋁合金的減重比例可以達到125%左右的水平，整個使用周期可以減少二氧化碳的排放，大概在20公斤。

    目前汽車上用的鋁大概分為鑄鋁和變形鋁合金，我們采用的重力鑄造和壓力鑄造，變形鋁合金會占到23%的采用率。應用范圍會用在發(fā)動機系統(tǒng)里面的一些進氣管、水泵殼、發(fā)動機殼等等。過去變速箱一些殼子大部分是一些鑄體，這幾年輕量化的需求包括一些重型卡車上的變速箱也在普遍的被鋁合金采用；乘用車動力系統(tǒng)主要會用在變速箱殼體、緩速器殼體；底盤系統(tǒng)后處理的支架、擺臂等等。

    未來輕量化研究中心東風這一塊目前所面對的一些產(chǎn)品主要集中在上面第一排的是變速箱動力系統(tǒng)的殼體，第一個產(chǎn)品是沃爾沃14擋變速箱重型卡車變速箱的前后殼體，第二個產(chǎn)品是東風自主研發(fā)的14擋變速箱的前后殼體，后面兩個殼體其中一個是東風某車型上的后輪轂，加上東風乘用車，東風風神E70。支架主要集中在控制比、轉向結合，發(fā)動機各種各樣的支架，底盤系統(tǒng)包括發(fā)動機總承，電動車上電瓶框的托架。三大工藝的比較，鑄造鋁合金的成型工藝一般采用的是高壓和差壓、低壓重力澆鑄，目前大量被采用的廣告里面也在放了，擠壓成型，都是一些鋁合金成型的工藝。傳統(tǒng)的三種工藝的比較，低壓鑄造有很大的優(yōu)勢，主要是模具相對于高壓壓鑄的話，模具成本包括設備投資成本比高壓鑄造低一些，模具壽命比傳統(tǒng)的高壓壓鑄要差。并且有一個很好的好處，高壓壓鑄如果做熱處理的話，我們會采用一些真空壓鑄有效的讓氣體不要侵入，否則的話傳統(tǒng)的高壓壓鑄在成型過程中氣體無法迅速排出的話，在后續(xù)熱處理會存在困難，通過一些真空高壓壓鑄也可以作為T6處理的工藝采用，但是這里面要投入相應的成本，高壓壓鑄的成本會有一個比較大的增加。

    接下來跟大家分享在生產(chǎn)實際里面所實現(xiàn)的幾個典型產(chǎn)品的案例。第一個產(chǎn)品是東風沃爾沃14擋變速箱的兩個前后殼，整個前后殼的產(chǎn)品的重量，凈重不到30公斤，采用的材料是AlSi8Cu3。用傳統(tǒng)的工藝我們要在這些熱結對應的區(qū)域要增加很多的工藝冒口。采用低壓工藝怎么實現(xiàn)呢？我們在研究的過程中這幾個產(chǎn)品均實現(xiàn)了無冒口制造，所有的冒結通過模具外界的干預手段，消除了熱結點的縮孔疏松的風險，有效提高整個產(chǎn)品工藝出品率，大大縮短了整個產(chǎn)品制造的生產(chǎn)節(jié)拍，我們的生產(chǎn)節(jié)拍控制在5-6.5分鐘之間，這是在2016年4月份投產(chǎn)已經(jīng)SOP的產(chǎn)品，這兩個件搭載在東風天龍乘用車和重型卡車的車型上，目前東風一款明星車型。

    第二款變速箱，這是一個由過去傳統(tǒng)的鑄體殼子，通過整個結構的優(yōu)化和系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化，由鐵殼轉換為鋁殼的產(chǎn)品，這兩個產(chǎn)品結構特點與沃爾沃的結構特點是非常類似的，但是我們從鐵殼轉化為鋁殼過程當中做了很多適用于鋁合金低壓鑄造很多結構的優(yōu)化，包括整體的壁厚，熱結的優(yōu)化。采用的材料也是類似的，從鐵殼轉換為鋁殼減重比例達到60%，每個產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品的結構特點不一樣，減重會略微有差別，這兩個產(chǎn)品均實現(xiàn)無冒口低壓制造工藝，達到質量目標，生產(chǎn)節(jié)拍跟前面兩個產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍是基本相當?shù)摹?/p>

    后面有一個案例是我們東風乘用車也是去年9月份SOP一款新能源純電動車，這個產(chǎn)品主要用在E70乘用車上面，這個產(chǎn)品全部是沖壓焊合件，還有螺栓螺母連接的，通過對產(chǎn)品和結構的優(yōu)化，我們的結構優(yōu)化除了滿足產(chǎn)品的整個功能和載荷的要求以外，朝著我們適合于工藝結構的考慮，優(yōu)化后的產(chǎn)品重量從25公斤減到14公斤，整個組件變成了6個組件，6個組件里面其中是兩個小的鑄件加上4個螺栓，這個結構非常簡單，轉配也非常方便，實際減重達到11公斤。后面是一些發(fā)動機上的支架，過去像這種支架原來這個產(chǎn)品工藝采用的是鑄造工藝，優(yōu)化之后改成低壓鑄造，我們后面采用低壓鑄造的工藝澆鑄系統(tǒng)不是這種結構，得到了很好的降重和降成本的特點。

    這是目前在做的換擋機構的支架，這個件也是沖壓焊合和螺栓螺母結合的，重量是2.3公斤，采用的結構是Q235的鋼板，這個件我們降的目標是1.2公斤，也是通過整個結構的優(yōu)化以后實現(xiàn)一個整體鑄造成型，在原有的壁厚基礎上基本上沒有做變化的，整個優(yōu)化以后的結構模態(tài)分析沒有做更多的展示，只是把最終的結果給大家做一個展示，優(yōu)化以后的重量在1.0公斤左右，整個輕量化降了51%的重量。

    后面正在開發(fā)的新能源水冷電機殼體，現(xiàn)在新能源很熱，純電動車電機的殼體，這還是比較簡單的，更復雜的電機殼體附加了很多的接線盒等連接裝置，這個產(chǎn)品的特點是一個內(nèi)部帶有水道的產(chǎn)品，砂芯厚度在6毫米，凈重在6.5公斤，這個產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程當中主要特點是我們采用了自動控制的負壓排氣技術，在制造的過程中砂芯產(chǎn)生的氣體沒有辦法排除，會形成一些集中性的大的氣孔，這些氣怎么辦？除了從前面的砂芯的工藝包括涂料的工藝進行控制以外，我們要加一些強制的排氣空間，我們增加一些自動的排氣裝置，在整個鑄件成型過程當中通過墻紙自動排氣的工藝把砂芯產(chǎn)生的氣體有效的引到外部，才可以得到致密的組織。

    后面是我們接下來正在開發(fā)已經(jīng)在開發(fā)的一些產(chǎn)品，前面兩個產(chǎn)品是重型卡車的自動變速箱，12擋的殼體，這個產(chǎn)品正在開發(fā)，樣品已經(jīng)出來，大批量的生產(chǎn)模具正在設計當中，2019年12月份也會實現(xiàn)SOP。最邊上的產(chǎn)品也是東風重型卡車上的搭載液壓緩速器14擋的變速箱的后殼體，這個產(chǎn)品除了有載荷的要求以外，里面有復雜的油道。后面的支架也是卡車后處理支架，這都是全鋁合金的，過去都是鑄鋼的。