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近年来,中国汽车工业快速发展，特别是国家推行节能减排及新能源战略以后，全国各大主机厂争相研发新能源汽车。随着新能源车辆的不断发展，混合动力、纯电动车辆已逐步走向市场化，对车辆的轻量化要求日益强烈。

谈到汽车系统，通常包含底盘系统、车身系统、电气控制系统和发动机系统四大系统。说到汽车结构件，第一想到的又是汽车底盘上的零部件。由于底盘对整车的重要性——整车几大性能，如操纵稳定性、行驶安全性、舒适性（平顺性）等均与底盘有直接关系，而动力性、经济性也有间接关联，特别是安全性关乎乘员生命安全，加之成本因素影响，因此，尽管底盘材料轻量化技术路线明晰，且底盘整备质量占整车近70%的整车总重量水平，目前材料轻量化总体水平依然不高，行业渗透率低。

汽车（底盘）结构件的基本要求和轻量化路线

传统意义上的汽车底盘系统包含四大系统：行驶系统、转向系统、制动系统和动力传动系统。科曼自年成立将近20年，致力于商用车空气悬挂的系统开发，在我们这次的讨论中，悬架系统也单独列出。汽车底盘各系统的典型零部件包括：悬架系统的各类控制臂、支架、副车架等；行驶系统的轮辋、轮毂等；转向系统的转向节、各类支架；制动系统的制动卡钳、各类支架等；传动系统的传动箱和新能源电机各类壳体。在我们分析了这些底盘系统的典型零部件的要求后发现，这些零部件具有共性的特征与要求：安全件居多；性能上有强度要求、疲劳耐久和防腐要求；覆盖全生命周期的成本控制要求；产品一致性、可制造性和工艺稳定性要求。从科曼的角度归纳来说，汽车底盘零部件的共性要求是：高强韧、高服役、低成本。

目前市场上汽车结构件轻量化技术路线包含材料轻量化、结构轻量化和工艺轻量化。结构轻量化讨论的是零部件在尺寸与形状上的优化，工艺轻量化重点放在连接与成型工艺优化上。目前市场上讨论较多的轻量化材料包含高强度钢、铝合金、镁合金和碳纤维复合材料。列举的各轻量化材料特性如下表所示（资料来源：中国产业信息网、搜狐汽车、华西证券研究所）。

可以看出碳纤维复合材料虽有最大的减重比，但目前成本是制约其使用和发展的主要因素。镁合金材料在汽车底盘的环境要求下，其抗腐蚀性能目前难以达到要求。

综合性能（强度、刚度）、减重效果与成本的综合因素考虑，铝合金轻量化材料占有相对优势，是目前汽车底盘轻量化的首选材料。

从汽车底盘零部件成型工艺角度看，铝合金铸造方面的成型工艺主要包括低压压铸、高压抽真空压铸、锻造、半固态压铸和挤压铸造。回归到前面分析提到的汽车底盘零部件“高强韧、高服役、低成本”的要求，使用挤压铸造、半固态压铸或锻造的铝合金零部件这样的组合，是满足较大程度能目前市场上对于汽车底盘零部件的工艺和材料要求。

科曼在综合考虑了工艺稳定性、工艺先进性和成型多样性基础下，选择铝合金挤压铸造，作为拓展汽车轻量化市场的工艺路线。

挤压铸造工艺技术简介

挤压铸造近些年逐渐在行业内被了解，其实挤压铸造工艺历史悠久。

挤压铸造工艺始于年的前苏联，上世纪五、六十年代，先后传入世界各国。八十年代，日本宇部公司（宇部興産機械（株））开发成功HVSC和VSC系列挤压铸造机，使此工艺在日本及欧美各国得到了迅速的发展。其中，日本丰田公司、日产汽车、马自达、Art、U-mold和Tosei等公司及美国SPX、Amcast等国外大公司也拥有挤压铸造生产厂或车间。由于相关专利保护，挤压铸造工艺装备技术目前被日本宇部公司垄断。

在我国，挤压铸造是从上世纪六、七十年代开始发展的。我国挤压铸造设备与日、美等国有相当差距，现工作的挤压铸造设备中，基本上是经改装的通用油压机，进口的先进设备只有十几台，因而我国挤压铸造的生产效率，产品档次与国外相差较大。我国专业挤压铸造机最早由苏州三基研发，（基于日本宇部技术基础）的挤压铸造工艺装备于年经广州和德轻量化成型技术有限公司开发成功（HVSC和HVSC）并通过规模化生产验证打破了日本独家垄断的局面。

挤压铸造，日本翻译过来也叫熔汤锻造。其原理是对进入型腔内的液态或半固态金属施加较大的机械压力（约MPa），使其成型凝固，获得铸件的一种方法。

由于高压凝固及塑性变形的同时存在，铸件组织致密，无气孔、疏松等缺陷，晶粒细化，可进行T6热处理，其力学性能明显高于普通铸件，接近同种合金的锻件水平，是实现轻量化的优良工艺。

充型和凝固是挤压铸造工艺中两个重要的环节，低速充型和快速高压补缩凝固是挤压铸造工艺的典型特点，同时是挤压铸造铸件组织致密的保证。（挤压铸造与普通压力铸造的差异示意图如下

挤压铸造工艺与在汽车底盘结构件上的应用前景

由于底盘整备质量占整车近70%的整车总重量水平，汽车底盘零部件的轻量化对于整车轻量化效果显著。在全球倡导节能减排、国家产业政策和新能源汽车发展战略驱动下，汽车轻量化势在必行，为底盘轻量化带来了新的发展机会：

●燃油减耗目标高——轻量化优势凸显

●电动汽车续航里程成痛点——轻量化助力前行

●造车新势力轻量化技术引领——传统车企跟进

●特斯拉汽车轻量化布局与技术方向引领效应——轻量化标杆

从传统动力的乘用车新能源乘用车市场规模分析来看（摘自西南证券研究所《年汽车轻量化行业研究报告》），传统动力乘用车的整体底盘轻量化市场有望从年的亿元增长至年的亿元，实现CAGR为19%的高增长。其中，铝制控制臂、副车架、转向节、制动钳轻量化产品渗透率将大幅提升，带动市场份额的大幅增加，-年CAGR分别为17%、21%、17%、25%。

新能源乘用车角度，根据三部委印发的《汽车产业中长期发展规划》，要求我国年新能源汽车销量占总销量20%以上，预计年我国新能源汽车销量将达到万辆，CAGR达31%。年我国新能源汽车底盘轻量化市场规模为45.6亿元，随着新能源汽车产销持续增长，轻量化材料逐步渗透，预计年新能源汽车底盘轻量化市场规模达约亿元，CAGR达38%。（图为新能源汽车底盘轻量化规模与预测（亿元，%），资料来源：中国产业信息网、华西证券研究所）

预计在乘用车（传统动力和新能源）领域中，科曼挤压铸造工艺可以参与覆盖主要底盘零部件，如铝制控制臂、转向节、制动钳轻量化产品的市场竞争，随着装备水平、工艺水平的提升和发展，被行业、客户不断认知接受后影响力将不断扩大，在底盘轻量化的渗透率将大幅提升，市场应用也将大幅增长。在商用车（传统动力和新能源）领域，底盘零部件的结构相对乘用车更加大型化，中厚壁（5mm以上）零部件居多，更加适合挤压铸造工艺的优势发挥，因此，在商用车领域挤压铸造工艺的影响力将随着底盘材料轻量化水平的提升而超过乘用车领域。

来源:上海科曼（葛跃峰李俊俊）

END

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