汽車專用金屬合金零部件工藝改進問題研究
——以新能源汽車為例

李 濤

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

目前現代汽車行業的發展，以綠色環保為主要目標，包括汽車的研發、新材料、新技術等，以此來達到節約能源的效果。新能源汽車的金屬合金零部件，采用了更加新型的輕量化材料，在制造過程中的壓鑄、工藝也有很大調整，不過為了能夠做到與時俱進，相關人員必須加強零部件制造的研究，以推動新能源汽車質量的提高。未來新能源汽車將成為整個行業的主要發展方向，因此環保理念不僅要體現在能源應用上，而是要深入零部件加工，通過優化工藝來實現突破。

1 新能源汽車發展現狀

在當下這個倡導綠色發展的是在背景中，節能環保自然成為汽車領域的主題，因此國家對于新能源汽車研發給予了高度重視與支持，目前可以通過電力、混合燃料取代汽油的使用，從而緩解經濟發展中的能源匱乏問題。新能源汽車的主要特點就是節能，采用電能驅動可以降低尾氣排放，車內安置的蓄電池也可以循環使用，不過只適用于短距離行駛。目前新能源汽車仍在研發過程中，尤其是針對制造過程中的金屬合金零部件，這些零部件很容易影響新能源汽車的性能，因此研發人員仍在努力探索，不斷完善金屬合金零部件工藝。由于新能源汽車的發展，得到了各國政府的大力支持，所以發展方向較為明確，不僅限于零部件的制造，包括新能源燃料的研究也在不斷深入，以此來降低一氧化碳的排放。

2 新能源汽車金屬合金零部件制造問題

2.1 企業制造工藝參差不齊

雖然新能源汽車的研發，得到了政府等相關部門的大力支持，不過就現在的新能源汽車零部件制造企業來看，整體制造工藝參差不齊，很多民營企業也瞄準汽車零部件生產行業，而這些企業在制造工藝、水平上明顯不足，無法滿足新能源汽車零部件制造標準和質量[1]。另外很多零部件制造企業規模小，企業資金與技術水平都難以保障，尤其是制造工藝相對落后，新能源汽車的研發，對金屬合金零部件的制造，提出了更高的標準和要求，因此需要大部分企業投入資金加大研發力度，而這些中小企業并不具備這樣的能力。目前我國新能源汽車金屬合金零部件制造，仍然存在較多的不足，與其他發達國家之間的水平，也有較為明顯的差異，因此需要相關企業完善新能源汽車金屬合金零部件工藝，以此來推動我國汽車零部件制造行業發展。

2.2 生產機制不靈活成本高

新能源汽車的金屬合金零部件，在使用過程中出現損耗是正常現象，只要適當提高金屬合金零部件工藝，就能延長零部件的使用壽命，提高質量也能應對不同氣候條件、行駛條件，減少出現損耗的問題。不過我國很多企業，在生產機制上并不靈活，更是處于一種無序競爭的狀態，這就導致無法發揮出相應的資源優勢，無論是原料采購、生產過程、成品銷售，都沒有形成完整的規模與體系，因此導致新能源汽車金屬合金零部件制造成本較高[2]。在新能源汽車逐漸量產開發后，為了能夠滿足社會發展需求，制造工藝會迎接更多的挑戰，這也說明相關企業急需調整生產機制，并針對金屬合金零部件工藝進行優化，這樣才能促使新能源汽車投入到穩定的應用中。

3 新能源汽車專用金屬合金零部件工藝改進策略

3.1 新能源汽車電機內外殼體結構

通過對新能源汽車專用金屬合金零部件進行分析后，可以看到其中電機內外殼體結構存在問題，傳統的鋁合金電機內殼內壁、外壁厚度不均勻。當新能源汽車在運行過程中時，對電機的氣密性、抗拉伸以及抗擠壓等方面，有著比較高的標準和要求，不過鋁合金完全達不到這樣的強度，在使用一段時間之后，就會出現裂縫等質量問題。尤其是整體的柱形桶結構，在受到高強度擠壓后，會導致鋁制內殼熱脹，引發較為嚴重的質量隱患[3]。因為新能源汽車電動機殼體，是一種非對稱結構零件，并且周圍存在型芯結構，可以通過強筋的加固確保整體的穩定性，另外也可以降低內外壁的薄厚差，從而促使鋁合金液體填充更加順利，避免出現冷熱交替不均勻導致的問題。目前可以采用ADC12 材料，該材料以鋁金屬為主要金屬元素含量的合金材料，能夠有效改良電機殼體結構工藝。

3.2 設計合理的加工工藝

在傳統的汽車金屬零部件制造過程中，會采用擠壓加工的方式，并根據設計模型的難易度來決定，不過新能源汽車電機，內部結構相對復雜，屬于中小型金屬零部件，對于制造精準度要求會相對較高。其次熱澆道可利用范圍非常小，而且無法采用直接式磨具腔道擠壓法，所以應該選擇間接式擠壓方法，這樣就能在保證新能源汽車合金金屬零部件，基礎結構不發生變化的條件下，打倒工藝優化的效果與目的。

3.3 設計內澆口位置

在改進新能源汽車金屬合金零部件時，首先要確定擠壓方法，然后再明確內部澆注口位置，對于內澆口位置的改良，確實可以起到重要作用，尤其是電機內部、局部溫度過高導致的夾渣問題，都能夠通過改良內澆口位置進行完善。不過在具體的設計過程中，必須要滿足幾個重要條件，使用ADC12 金屬澆注液，并控制好內部結構的填充平穩，避免出現卷氣現象，以及氣流紊亂導致的電氣不平衡現象。內澆口的位置選擇，必須要按照電機所處擠壓型腔的位置進行確定，這樣在澆注之后可以隨時取出電機零件[4]。內澆過程中必須要固定在電機中下位置，以此來降低冷隔問題出現。

3.4 針對擠壓時容量的分析

針對新能源汽車鋁合金電機的改進，必須要在間接式擠壓方法的基礎上，去判斷出擠壓模型腔容量，這樣就能對零部件進行全方位的工藝改進。一般來說新能源電機的質量，大約會占總體重量的55%～60%，因此可以判斷整體質量在10kg 左右時，擠壓筒的容積質量至少要大于15kg，這樣也能保證后期零件的取出，確定擠壓容量能夠為電機零部件的準確成型，提供相對有力的幫助，最終實現工藝優化與完善。

3.5 新材料鎂合金的使用

（1）鎂合金在金屬合金零部件中的應用優勢。為了能夠實現新能源汽車金屬合金零部件工藝優化，我國也在積極采用新型材料，目前鎂合金材料的應用非常廣泛，這種材料的質量密度相對較小，應用在新能源汽車零部件中，可以明顯減輕整體的質量。其次鎂合金材料減震性優異，能夠承受住非常大的沖擊，相比其他材料性能絕對要更加突出，所以能夠保證新能源汽車運行的穩定性，另外對比強度、剛度，也要比傳統的制造材料出色，在相同的質量基礎下，鋁合金的綜合強度更高，而且鎂合金的提取以再生資源為主，可以實現回收利用，比較符合綠色發展理念[5]。最早應用該材料的國家為德國，隨后其他國家也紛紛針對鎂合金材料進行研究，應用在新能源汽車金屬零部件制造中，并研發出耐蝕鎂合金、變形鎂合金等優質材料。

（2）鎂合金轉向管柱支架。大多數情況下新能源汽車轉向系統支架、導向筒都會采用鈑金件和圓鋼，并且通過螺栓固定在車身的骨架上，這也導致支架隨著車身的骨架變形而變化，甚至整根轉向管柱都會出現變形的問題。因此當下可以采用鎂合金材料，來制造轉向管柱支架，鎂合金的剛度比其他材料要大很多，不會出現變形的問題，也就能夠避免受到車身骨架的影響。另外轉向管柱可以根據設計的行吸能曲線進行整個動態潰縮過程，有效增強了轉向系統的剛度和頻率，并且實現輕量化設計目標，與以往的新能源汽車相比，可以減輕大約5%的重量。

（3）鎂合金儀表板骨架。以往的新能源汽車儀表板骨架，都會采用鋼件焊接制造，為了能夠達到汽車輕量化的發展目標，應該在保證原本功能的基礎條件下，去減輕整體的重量，因此可以采用鎂合金作為替換材料。鎂合金儀表板骨架制造需要進行擠壓、彎曲等工藝，另外會采用氫弧焊接，為了能夠避免出現腐蝕問題，也可以在零部件的連接位置，采用鋼制滲鋁螺栓，這樣就能大大減輕儀表板骨架的質量，相比以往的零部件能夠降低50%以上。

（4）鎂合金前后副車架。為了能夠實現工藝上的優化，新能源汽車前后副車架，都可以采用鎂合金作為主要材料，不過需要針對結核設計，做進一步的優化完善。首先可以利用局部增厚、縱向加強梁，針對結構設計進行有效的優化處理，確保能夠符合相關技術參數、規定要求，在制造過程中主要會采用環形焊、角焊等焊接方式，鎂合金前后副車架，對于新能源汽車金屬合金零部件工藝改進，有著至關重要的作用，不但質量得到了強化，也有助于實現輕量化目標，能夠在以往的原件上減輕50%～60%。

4 結語

近些年新能源汽車得到了全面發展，所以其中的金屬合金零部件制造工藝受到廣泛關注，無論純電動還是混合動力新能源汽車，零部件的制造質量會直接影響汽車的性能，因此要針對新能源汽車專用金屬合金零部件工藝展開創新。尤其是內澆口位置的設計，必須要符合相關標準，另外要針對擠壓容量的型腔進行分析，以確保金屬合金零部件工藝能夠得到有效優化。零部件制造工藝完善，也是對整個新能源汽車的升級，例如配置、性能等多方面，都會獲得較大提升，從而滿足當下的時代發展需求。