朱文平，中國機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)鑄造專家，是國內(nèi)最早研究鋁合金副車架和轉(zhuǎn)向節(jié)等底盤類零件技術(shù)的專業(yè)人士，被汽車壓鑄行業(yè)廣泛認(rèn)可為技術(shù)專家。2012年任職于上海匯眾期間，朱文平率先將鋁合金副車架以及轉(zhuǎn)向節(jié)鑄造技術(shù)引入中國，并領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)研制生產(chǎn)鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)專車，實(shí)現(xiàn)了鋁合金副車2015年，在本特勒集團(tuán)，和湖北航特一起實(shí)現(xiàn)鋁合金副車架實(shí)際大批產(chǎn)量生產(chǎn)，順利實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，達(dá)到合資車企對(duì)底盤零件的高要求標(biāo)準(zhǔn)裝車。
在近日舉辦的第一屆中國汽車副車架創(chuàng)新技術(shù)峰會(huì)上，朱文平接受了中華壓鑄網(wǎng)的獨(dú)家專訪，詳細(xì)解釋了鋁合金副車架的起源以及當(dāng)前中國汽車鋁合金副車架應(yīng)用的現(xiàn)狀。
朱文平指出，鋁合金副車架的應(yīng)用主要是由汽車輕量化的需求推動(dòng)的。在傳統(tǒng)燃油汽車時(shí)代，汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)格，在發(fā)動(dòng)機(jī)效能比的提升速度較慢，因此研發(fā)人員只能通過減輕汽車本身的重量來滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
此外，由于鋁合金副車架在NVH方面表現(xiàn)優(yōu)秀，對(duì)輕量化的貢獻(xiàn)，盡管其價(jià)格較鋼鐵材料零部件高，中高端車型中的應(yīng)用較為廣泛，然而，在新能源汽車時(shí)代，為何汽車研發(fā)人員更加積極地推動(dòng)鋁合金副車架在市場上的應(yīng)用呢？主要原因在于電動(dòng)汽車的電池重量比高，設(shè)計(jì)人員為了達(dá)到整車的設(shè)計(jì)重量指標(biāo)，研發(fā)人員必須通過減輕其他零部件的重量來達(dá)到整車的重量平衡比。因此，主機(jī)廠研發(fā)人員必須使用更輕的材料進(jìn)行整車輕量化。
雖然碳纖維材料更輕，但其價(jià)格過高，目前的主流百姓用車汽車市場無法接受，因此鋁合金成為了汽車輕量化最具性價(jià)比的材料。
副車架作為底盤零部件，對(duì)安全性和產(chǎn)品一致性的要求較高。在制造工藝方面，低壓鑄造的成本高于高壓鑄造（低壓鑄造成本高于高壓鑄造，僅僅是理論上的，基于同等的合格率計(jì)算），但其機(jī)械性和安全性更好。高壓鑄造的最大優(yōu)勢(shì)是其工藝成本較低，但其缺點(diǎn)是產(chǎn)品內(nèi)部的孔洞和縮孔較多。因此，使用高壓鑄造工藝的專業(yè)人員需要在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的方式解決這個(gè)缺陷導(dǎo)致的產(chǎn)品疲勞強(qiáng)度降低的問題。高壓鑄造的缺陷控制達(dá)到疲勞強(qiáng)度的要求，并且成本降低到比低壓鑄造低，也有很大的應(yīng)用空間。即使高壓鑄造鋁合金副車架開發(fā)普遍性成功，出于主機(jī)廠對(duì)安全的理解和喜好，低壓鑄件有設(shè)計(jì)自由度高，可以比較容易實(shí)現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)和低缺陷的優(yōu)勢(shì)，低壓副車架依然有他的市場。
朱文平認(rèn)為，目前鋁合金副車架的鑄造工藝存在高低壓并行的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)輕型乘用車的簡單結(jié)構(gòu)的副車架使用高壓鑄造工藝概率高，而車重較大的乘用車，如7座SUV等車型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的副車架將使用低壓鑄造工藝。主要原因是低壓鑄造可以使用管橫梁結(jié)構(gòu)，而高壓鑄造由于不能使用砂芯，設(shè)計(jì)中空結(jié)構(gòu)較為困難，只能使用U型結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，或在某部分增加管套以形成一個(gè)空腔結(jié)構(gòu)。因此，高壓鋁合金副車架和低壓鋁合金副車架技術(shù)已成為主流趨勢(shì)。
朱文平預(yù)測(cè)，未來鋁合金底盤技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，因?yàn)楫?dāng)前電動(dòng)汽車的市場銷量一直在快速增長，隨著電動(dòng)車的價(jià)格競爭壓力越來越激烈，和電池性能提高，市場上的電動(dòng)汽車并不會(huì)全部使用鋁合金底盤，低端車型使用鋼制副車架的意愿很強(qiáng)烈，但鋁合金副車架依然會(huì)有很大的空間，尤其中高端車型。
他指出，如果電動(dòng)汽車采用雙電機(jī)設(shè)計(jì)，該車型后副車架經(jīng)常會(huì)有兩個(gè)電機(jī)的半軸的大孔。在這種情況下，采用鋼板焊接的成本并不一定比采用鋁合金材質(zhì)要低。因此，副車架的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了鋁合金的使用概率。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)估計(jì)，未來鋁合金副車架在電動(dòng)汽車上的使用率將達(dá)到30-40%。
目前，全球主要的鋁合金副車架供應(yīng)商主要包括美國的柴斯克斯(Chassix)集團(tuán)、加拿大的麥格納、德國的漢特曼和喬治費(fèi)歇爾、奧地利的本特勒、德國凱斯曼KSM（戴卡收購）；墨西哥的諾瑪克Nemak，法國百煉LEBELIER（文燦收購），瑪汀瑞亞宏澤Martingrea Honsel等領(lǐng)先企業(yè)，國內(nèi)專注于研發(fā)和制造鋁合金副車架的主流企業(yè)也已有10多家，相比10年前已經(jīng)有非常大的進(jìn)步，而且質(zhì)量和過程管控也能滿足汽車的使用要求，但從產(chǎn)品的一致性、完美度以及機(jī)械性能的穩(wěn)定性來看，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品與世界領(lǐng)先企業(yè)仍存在一定的差距。
朱文平強(qiáng)調(diào)，創(chuàng)新和研發(fā)是企業(yè)最重要的競爭力之一，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)長期戰(zhàn)略的關(guān)鍵因素。因此，他希望未來中國汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員在鋁合金副車架的研發(fā)方面能夠更加嚴(yán)謹(jǐn)，中國汽車產(chǎn)業(yè)的企業(yè)家們能夠在研發(fā)和創(chuàng)新方面投入更多的資金，以實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
在近日舉辦的第一屆中國汽車副車架創(chuàng)新技術(shù)峰會(huì)上，朱文平接受了中華壓鑄網(wǎng)的獨(dú)家專訪，詳細(xì)解釋了鋁合金副車架的起源以及當(dāng)前中國汽車鋁合金副車架應(yīng)用的現(xiàn)狀。
朱文平指出，鋁合金副車架的應(yīng)用主要是由汽車輕量化的需求推動(dòng)的。在傳統(tǒng)燃油汽車時(shí)代，汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)格，在發(fā)動(dòng)機(jī)效能比的提升速度較慢，因此研發(fā)人員只能通過減輕汽車本身的重量來滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
此外，由于鋁合金副車架在NVH方面表現(xiàn)優(yōu)秀，對(duì)輕量化的貢獻(xiàn)，盡管其價(jià)格較鋼鐵材料零部件高，中高端車型中的應(yīng)用較為廣泛，然而，在新能源汽車時(shí)代，為何汽車研發(fā)人員更加積極地推動(dòng)鋁合金副車架在市場上的應(yīng)用呢？主要原因在于電動(dòng)汽車的電池重量比高，設(shè)計(jì)人員為了達(dá)到整車的設(shè)計(jì)重量指標(biāo)，研發(fā)人員必須通過減輕其他零部件的重量來達(dá)到整車的重量平衡比。因此，主機(jī)廠研發(fā)人員必須使用更輕的材料進(jìn)行整車輕量化。
雖然碳纖維材料更輕，但其價(jià)格過高，目前的主流百姓用車汽車市場無法接受，因此鋁合金成為了汽車輕量化最具性價(jià)比的材料。
副車架作為底盤零部件，對(duì)安全性和產(chǎn)品一致性的要求較高。在制造工藝方面，低壓鑄造的成本高于高壓鑄造（低壓鑄造成本高于高壓鑄造，僅僅是理論上的，基于同等的合格率計(jì)算），但其機(jī)械性和安全性更好。高壓鑄造的最大優(yōu)勢(shì)是其工藝成本較低，但其缺點(diǎn)是產(chǎn)品內(nèi)部的孔洞和縮孔較多。因此，使用高壓鑄造工藝的專業(yè)人員需要在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的方式解決這個(gè)缺陷導(dǎo)致的產(chǎn)品疲勞強(qiáng)度降低的問題。高壓鑄造的缺陷控制達(dá)到疲勞強(qiáng)度的要求，并且成本降低到比低壓鑄造低，也有很大的應(yīng)用空間。即使高壓鑄造鋁合金副車架開發(fā)普遍性成功，出于主機(jī)廠對(duì)安全的理解和喜好，低壓鑄件有設(shè)計(jì)自由度高，可以比較容易實(shí)現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)和低缺陷的優(yōu)勢(shì)，低壓副車架依然有他的市場。
朱文平認(rèn)為，目前鋁合金副車架的鑄造工藝存在高低壓并行的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)輕型乘用車的簡單結(jié)構(gòu)的副車架使用高壓鑄造工藝概率高，而車重較大的乘用車，如7座SUV等車型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的副車架將使用低壓鑄造工藝。主要原因是低壓鑄造可以使用管橫梁結(jié)構(gòu)，而高壓鑄造由于不能使用砂芯，設(shè)計(jì)中空結(jié)構(gòu)較為困難，只能使用U型結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，或在某部分增加管套以形成一個(gè)空腔結(jié)構(gòu)。因此，高壓鋁合金副車架和低壓鋁合金副車架技術(shù)已成為主流趨勢(shì)。
朱文平預(yù)測(cè)，未來鋁合金底盤技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，因?yàn)楫?dāng)前電動(dòng)汽車的市場銷量一直在快速增長，隨著電動(dòng)車的價(jià)格競爭壓力越來越激烈，和電池性能提高，市場上的電動(dòng)汽車并不會(huì)全部使用鋁合金底盤，低端車型使用鋼制副車架的意愿很強(qiáng)烈，但鋁合金副車架依然會(huì)有很大的空間，尤其中高端車型。
他指出，如果電動(dòng)汽車采用雙電機(jī)設(shè)計(jì)，該車型后副車架經(jīng)常會(huì)有兩個(gè)電機(jī)的半軸的大孔。在這種情況下，采用鋼板焊接的成本并不一定比采用鋁合金材質(zhì)要低。因此，副車架的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了鋁合金的使用概率。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)估計(jì)，未來鋁合金副車架在電動(dòng)汽車上的使用率將達(dá)到30-40%。
目前，全球主要的鋁合金副車架供應(yīng)商主要包括美國的柴斯克斯(Chassix)集團(tuán)、加拿大的麥格納、德國的漢特曼和喬治費(fèi)歇爾、奧地利的本特勒、德國凱斯曼KSM（戴卡收購）；墨西哥的諾瑪克Nemak，法國百煉LEBELIER（文燦收購），瑪汀瑞亞宏澤Martingrea Honsel等領(lǐng)先企業(yè)，國內(nèi)專注于研發(fā)和制造鋁合金副車架的主流企業(yè)也已有10多家，相比10年前已經(jīng)有非常大的進(jìn)步，而且質(zhì)量和過程管控也能滿足汽車的使用要求，但從產(chǎn)品的一致性、完美度以及機(jī)械性能的穩(wěn)定性來看，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品與世界領(lǐng)先企業(yè)仍存在一定的差距。
朱文平強(qiáng)調(diào)，創(chuàng)新和研發(fā)是企業(yè)最重要的競爭力之一，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)長期戰(zhàn)略的關(guān)鍵因素。因此，他希望未來中國汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員在鋁合金副車架的研發(fā)方面能夠更加嚴(yán)謹(jǐn)，中國汽車產(chǎn)業(yè)的企業(yè)家們能夠在研發(fā)和創(chuàng)新方面投入更多的資金，以實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
