新的冶金技术和模块式铸件连接技术：可以使全铝轿车批量生产成为现实！

一种最新式的奥迪牌轿车的银质光亮壳体外观使人们还来不及意识到一个革命性成就的悄然而现。历经10年的研究和发展宣告，统治了世界汽车工业达80年之久的汽车车体焊接制造技术即将完成其历史使命。

尽管亨利 · 福特（Henry. Ford）没有发明这种批量生产全铝轿车的技术，但是他早就认识到，对于汽车制造而言，汽车的结构设计、制造过程及选用材料是密不可分的一个整体。汽车从木结构到钢结构的变革的迅速实现是因为钢质材料有着可以提高模压和焊接速度的固有优势。这种焊接钢质结构车于1917年开始出现，后来由道奇（Dodge）兄弟发展完善了这种技术。这种技术取得了辉煌的成功，以至于后来它公然蔑视欲替代这种技术的众多努力。比较轻的新型金属材料还从未被人们考虑用来作为汽车车体材料，这主要是因为这些材料没有一种可以像钢那样比较容易或廉价地用来批量制作汽车车体。

铝合金的轻质高强度特性符合车底盘和车架质量要求，无数赛车及特种车车体以及一些限制体积的小车已广泛地使用了铝合金这种材料。

铝有着极高的“强度一质量”比，但它的钢性（即硬度）却远不如钢材，因此在较大跨度的结构中，若使用铝，则必须加倍使用铝材，使其强度达到钢材的程度，但这样做，便失去了使用铝这种轻质量材料的优势。还有一个问题，同样的车体，铝质车架要比钢质的轻约30%，但是1磅铝的价钱差不多是一磅钢的价钱的2倍，这样算来，使用铝作为车体材料还是不合算。

尽管如此，世界上一些大的汽车制造公司如美国的福特公司，仍然试制了一些铝质车体轿车。实践证明，这条路虽然目前成本较高，但却是可行的。

80年代中期，奥迪公司（Audi）和美国铝公司（Alcoa）曾结盟开拓铝质车体轿车，他们想充分利用铝材质轻的优点，力图降低车的制造成本，使其能够与钢质车体的轿车相竞争。

汽车上的钢质部件可通过冲压模具制作出来，但一台冲压模具成本可达上千万美元，而为制造一部模型轿车，需要的不止是一台冲压模具而是几十台，这样，光冲压模具的成本就需上亿美元。然而，铝很容易被铸压——即通过相对低廉的模具将铝材铸压成较长的车横梁或其它各种复杂连接部件，美国铝公司和奥迪公司正在设想用一种模压器具完成多项任务，如一次冲压可同时冲压出车架和车门等。

尽管这是一个使人非常感兴趣的想法，但要使这种冲压方式生产出的部件具有结实而可靠的性能仍有困难。美国铝公司的工程师所想出的一个简单办法是将冲压出的铝质件插入特殊形状的铸件中，这个铸件如同儿童常玩的结构玩具模块一样，可以随意将别的部件与其插接组合，同时，这种铸件将兼作结构支持件。将车架各待连接部件都与铸件连接起来的这种方式将比钢架车要节省很多连接部件，而有限的所需连接部件的生产成本也较低。这种技术的出现使得钢材成本低廉的优势又逊一筹，因此，全铝车架轿车的出现已越来越成为可能。

然而，用铝质铸件连接而成的结构架的不可靠性是一个大问题。即便是低应力应用，如发动机模块，发动机的特性决定了它的多孔性，而这会造成金属的易裂。在崎岖路面，负重后的汽车车体会震动不已，靠支持性铸件连接起来的车架会散落，其后果自然非常可怕，美国铝公司现在已经解决了这个问题，其解决办法是通过真空铸件技术，这种技术是在真空管中将经过准确计算所制造出的铝合金件装配到一起，然后消除真空给予自然施压，使其紧密相连如同一体。

另外，在一定状态下，铝可能比钢较易断裂，这种特性极易导致在某个时候车辆剧烈受震时，整个铝制车架发生塌陷。，为防止这种情形的发生，工程师们使用了另外一种铝合金，并让空心铝合金充当车架关键部件，这种空心铝合金部件在遇有外来剧烈震力时能够在安全限度内略为趋缩，以转化能量。

奥迪、美国铝公司的这一研制项目加速促使了钢铁工业去研制旨在能够证明钢铁结构车架子可以被做得轻些，同时又不降低钢铁的强度和耐碰撞性。如果奥迪公司在市场的检验能够得到成功，那么，更多的铝结构车架的轿车当会紧随其后。

[Popular Science，1994年4月号]