铝合金车轮行业发展综述

2018-05-10 06:16刘志峰
商用汽车 2018年12期
关键词:钢制车轮铝合金

刘志峰|文/图

汽车车轮承受着车辆的垂直负荷、横向力、驱动(制动)转矩及车辆在行驶过程中所产生的各种应力。由于车轮是高速回转运动的零件,因此要求其尺寸精度高,不平衡量小,支撑轮胎的轮辋外形(轮廓、尺寸、形状)准确,质量轻并具有一定的刚度、弹性和耐疲劳度。目前市场上汽车车轮主要有钢制车轮和铝合金车轮2 种。

铝合金车轮作为汽车轻量化和美观化的产物,其市场需求情况与汽车的产量及保有量、车主的购买力及认可度等因素密切相关。近些年来,随着汽车社会化程度不断深入,节能减排和提高运输效能压力的不断提升,以及消费者认知水平和消费水平的逐步提升,全球乃至国内,铝合金车轮在汽车上应用的范围、数量和装车比例,都在不断提高。它的发展,在很大程度上反映了汽车工业的进步。

下面,从国内产量、内需、出口、生产工艺、产品品质等多个维度,谈一谈近年来国内铝合金车轮行业的市场情况及发展态势,供参考。

铝合金车轮:乘用车用一般近似于辐条式(左),商用车用则近似于辐板式(右)

钢制车轮,表面一般镀锌或涂漆,以防腐和改善外观

1.中国铝合金车轮产量大,1/2 用于出口

一般认为,中国铝合金车轮制造业发轫于20 世纪80 年代末,即以合资企业秦皇岛戴卡轮毂制造有限公司于1988 年创立为重要标志(2012 年8 月更名为中信戴卡股份)。后经30年发展,中国铝合金轮产业从无到有、从小到大,逐步成为世界铝合金车轮制造大国。据统计,近10 年来国内铝合金车轮产量一直保持了增长态势(参见表1),约在2013 年即占到全球总产量的1/2 以上,2016 年国内产量更是突破2 亿只,之后规模仍在扩大;但国内需求量,多年来却只占到国内总产量的1/2左右,可以说国内铝车轮工业实施“走出去”战略非常成功有效。

关于铝合金车轮生产企业数量,据称,目前国内有102 家。但,据悉2016、2017 年,国内铝合金车轮生产项目还在加速上马。有专业人士称,中国大陆铝合金车轮项目投资,在2016 年可谓空前高涨,2017 年略有回落但热度不减。2017 年统计到的20个新项目,已投产和在建、在规的新增产能合计达到6 555 万只/年(2016 年为7 730 万只)。初步观察,2018 年投产、在建、在规的新增项目也不少。

表1 我国(主要企业)铝合金车轮产量及对比情况 亿只,%

然而,我们有必要担忧国内铝合金车轮产能会出现过剩吗?从目前的出口规模和内需规模来看,可能还不大显现,但一旦全球和国内汽车市场出现波动包括增长缓慢,加上一直不断增加的铝合金车轮新产能,产能过剩是迟早的事情。

2.近年国内铝合金车轮市场需求增长,超过汽车市场增长

我国汽车铝合金车轮市场,包括初装车市场(OEM )和售后与零售市场(AM),近年均呈现出小幅增长趋势(见表2);而且,其增长幅度一直高于当年的汽车市场增长率。这说明了什么?说明了铝合金车轮正在越来越多地替代钢车轮,并预计在相当长的时期内,是一个大的趋势;但,铝合金车轮和钢车轮的市场份额何时会达到一个固定点,可能还有很长的路要走。

表2 2014—2018 月国内铝合金车轮需求量 万只,%

3.2018 年1—11 月 中 国 铝合金车轮出口金额同比增长11.9%

中国生产的铝合金车轮,不仅满足国内市场,还大量出口国外,并出口到许多国家和地区(见图3)。据中汽协会车轮委员会公布的数据,2017 年中国汽车铝合金车轮出口金额再次突破40亿美元,达到42.93 亿美元(以往最高点2012 年40.49 亿美元),同比增长11.05%(2012 年同比增长9.8%),相比2015、2016 年明显回升;出口数量首次突破90 万t(2012 年出口量86.50 万t),达到92.63 万t(按平均单重10 kg/只折算,相当于9 263 万只),同比增加10.75%,出口数量及金额均创历史新高。出口单价4.63 美元/kg,出口厂商1 598 家。其中:出口排名前40 位厂商出口总金额35.84 亿美元,占该产品出口总金额的83.50%;前100 家厂商(表3)出口总金额41.03 亿美元,占该产品出口总金额的95.58%;(此外另有统计)出口金额≥50 万美元的企业有204 家,出口数量≥1 万只的有244 家。由此看出,铝合金车轮出口商是不是太多了呢?——确实不少!

2007—2017 年中国汽车铝合金车轮出口金额及增长情况

另据CAW 铝车轮质量协会消息,2018 年1—11 月中国汽车铝合金车轮出口43.75 亿美元,同比增长11.9%,继续保持了2017 年的增长态势。其中,出口目的前20 位的国家和地区的总金额为40.86 亿美元(见表4),占该产品出口总额的93.4%。值得一提的是,出口到美国的该产品金额竟然占到了中国汽车铝合金车轮出口总额的50.8%,这说明了什么?这说明:中国俨然是美国的代工厂,铝合金车轮的技术和生产工艺已被中国企业所掌握(中国有多家中外合资企业)。而出口目的地金额,继美之后依次是日本、墨西哥、泰国、加拿大、法国、印度、韩国等国家和地区。

表3 2017 年中国汽车铝合金车轮出口前100 位企业名单

序号 出口厂商 序号 出口厂商51 黄石鑫华轮毂有限公司 76 浙江康顺工贸有限公司52 江门市天丞车轮有限公司 77 浙江飞虎铝轮有限公司53 广州中精汽车部件有限公司 78 浙江启铖汽配有限公司54 上海综合保税区国际物流有限公司 79 江苏安玛速铝业有限公司55 佛山市南海安驰铝合金车轮有限公司 80 江苏舜天国际集团机械进出口有限公司56 浙江恒升轮毂制造有限公司 81 重庆长安汽车国际销售服务有限公司57 浙江铂大工贸有限公司 82 康翔铝业(泰州)有限公司58 上海国兴金属制品有限公司 83 上海阿瑞氏汽车配件有限公司59 浙江华泰铝轮制造有限公司 84 浙江金固股份有限公司60 宁波远欧国际贸易有限公司 85 滨州戴森汽车配件有限公司61 六和轻合金(苏州)有限公司 86 威海万丰奥威汽轮有限公司62 浙江宝驰工贸有限公司 87 湖北信捷铝轮有限公司63 浙江曙光实业有限公司 88 常熟市世业进出口贸易有限公司64 丰田汽车技术中心(中国)有限公司 89 安徽福斯特铝制品股份有限公司65 宁波自由者进出口有限公司 90 上海索美斯科贸易有限公司66 山东海德威车轮有限公司 91 江苏新安驰铝业有限公司67 浙江华泰法瑞铝合金有限公司 92 远轻铝业(中国)有限公司68 宁波摩多进出口有限公司 93 江门市恒浩供应链有限公司69 本田汽车(中国)有限公司 94 江西瑞一韵承科技有限公司70 安徽优合科技股份有限公司 95 镇江威尔耐车轮制造有限公司71 台山市富诚铝业有限公司 96 泉创商贸(上海)有限公司72 江苏张驰轮毂制造有限公司 97 开平市外经商贸发展有限公司73 镇江诺德汽车配件有限公司 98 宁波维美德轮毂有限公司74 滨州戴森车轮科技有限公司 99 佛山市南海区桂城友为贸易有限公司75 富华铝业(昆山)有限公司 100 浙江一达通企业服务有限公司

从数量来看,据统计,2016 年中国铝制车轮出货量1.80亿件,同比增长11.0%,其中出口7 273 万件;钢制车轮出货量7 574 万件,同比增长9.9%,其中出口1 212 万件。

可以看出,产能和产量居世界第一的中国铝合金车轮产业,依靠低廉的原材料价格、低廉的劳动力、较高的产品性价比和过关的产品质量,已经在“走出去”战略上进行了成功布局!其出口规模和比重,在国内汽车零部件行业可以说是十分罕见的。所以,在2018 年美国首先对产自中国的钢制车轮和通用铝合金板材发起双反调查和决定加征关税后,我们当然不希望对来自中国的铝合金车轮采取类似措施。

表4 2018 年1—11月出口前20 位国家及地区名单 亿美元,%

表5 几种生产工艺的主要特点与地位

4.铝合金车轮的制造工艺

据了解,国内铝合金车轮所用材料主要有2 种:

(1)A356 铸造铝合金:是Al-Si-Mg 系合金,由于含有大量的Si(6.5%~7.5%),而具有良好液态流动性和综合的铸造性能;也因此使此类铝合金的冲击性降低。

(2)6061 可锻造铝合金(变形铝合金):由于对其液态流动性没有要求,而对其固态变形要求较高,因此其Si 含量只有0.4%~0.8%;故其抗冲击能力比A356 强得多。

铝合金车轮的品质与很多因素有关,其中与生产工艺的关联性较大。据介绍,目前国内的铝合金车轮生产企业主要采用的生产工艺,包括利用毛坯进行铸造、锻造和复合生产工艺等几种,如表5。

5.铝合金车轮的优势与劣势

一般认为,铝合金车轮与传统钢车轮相比具有以下优势:

(1)更美观。因铝合金车轮采用铸造或锻造成型和高精度精密加工,而且形状多样(包括花样和立体感),因此外观美观、靓丽、炫酷,有利于提高整车档次。首先得到乘用车市场的高度认识,在轻型商用车和重型商用车市场的认知也在不断提高。

(2)轻量化。以锻造铝车轮为例,一辆3+3 轴半挂列车假设均配置22.5×9.00 车轮,在满足同样使用要求下,采用锻造铝车轮比钢车轮约轻20 kg/只(铝合金车轮比重约为钢质车轮的1/3),以装配22 个车轮计算(主车10 只、半挂车12 只),则整车直接减重约440 kg,接近半吨。又据车轮行业协会提供的数据,如果使用锻造铝车轮,省下的重量,一年可省油和延长轮胎使用里程等可使用户增收6 万5 450 元。当然了,铝合金车轮的制造成本要比钢制车轮高出几倍。对此,用户在买车和选择配置时,需要根据自己的车辆使用情况和使用年限以及一次购买支付能力等因素,来综合考量。

(3)安全性更高。一般人都可以接受这样的观点,现在采用先进工艺生产的铝合金车车轮,强度、硬度、安全性等方面,可以满足绝大部分汽车的使用要求;但如果说,铝合金车轮的安全性、可靠性,比钢车轮还要好,估计大多数人会不信。但事物都得一分为二,具体产品具体分析。有人认为,相比钢制车轮,锻造铝合金车轮的可靠性更好、更安全,在受到强烈冲击或危险路况时,不会碎裂。其提出的证据是:锻造铝车轮的承载力是钢车轮的5 倍(此数据,未进一步求证),散热性是钢车轮的3 倍;因此,与钢车轮相比,可提高制动系统性能,缩短刹车制动距离4~12 m;而且,由于轮胎在相对低温状态下,磨损可以大幅下降,因此使用铝车轮大大降低了爆胎率,同时轮胎寿命延长达26%,使每条轮胎多跑3 万~5 万km 不等。

对此,可能还需要以更加有力的证据加以合适的场合和场景,来说服那些不信的人。在此,笔者只是抛砖引玉。

(4)制造精度较高。由于铝合金车轮要通过数控车床加工完成,其圆度、圆柱度以及圆跳动、全跳动,均应该比由钢板卷曲焊接而成的钢制车轮(有人认为,锻造铝车轮的圆度小于0.1 mm,而钢车轮的圆度误差在1 mm 以上),带来的车轮的动平衡性幅度和舒适度要好。当然,车轮的动平衡性幅度和舒适度,还与“成型尺寸精度相对不高”的轮胎,还有很大关系。

但,相比钢制车轮,铝合金车轮的劣势还是不容忽视的:

a.铝合金车轮的强度普遍不如钢制车轮(尤其是近年用高强钢生产的钢制车轮),但锻造铝合金车轮的强度抑或高于钢制车轮。

b.铝合金车轮生产过程的耗能较大、污染较大。

c.铝合金车轮的制造成本和价格较高。

d.铝合金车轮的密度不如钢车轮好。

从生产与应用实践看,国内铝合金车轮的品质也是存在差异的。

正因为上述各种因素,目前铝合金车轮主要是在乘用车上得到大面积应用,有统计称乘用车装车率超过70%;而在商用车上的装车比例还比较小,或在10%~15%。目前铝合金车轮在商用车上的应用,主要是应用在部分中高档客车和中高档公路牵引车上。

6.铝合金车轮的品质有别

不要以为,表面上看起来都十分光鲜的铝合金车轮的质量都基本是一样的。由于原材料、制造工艺和品控体系等因素的差别,不同企业生产的铝车轮的质量是有差别的。即便是都通过了出厂检验,也仍有不同问题出现。下面有一个报告阐述了存在的部分问题。

2018 年3 月10 日铝合金轮毂网刊登了一篇由王巨光所作的《2017 年中国铝合金车轮(OEM)质量投诉情况综述》。据介绍,该《综述》是根据《车质网》和《汽车投诉网》2017年接到的关于铝合金车轮质量问题的215 例投诉和抱怨(已剔除同一消费者多次投诉的数据)而作出的;这215 例投诉和抱怨共涉及89 个车型,投诉和抱怨的质量问题主要集中在漆膜质量、变形、开裂断裂及动平衡4 个方面。具体情况摘要如下:

(1)漆膜质量:共计140 例,占投诉总量的65%。被投诉的乘用车主要集中在中、低端车型上。《综述》认为,铝合金车轮在使用中之所以出现漆膜质量缺陷,原因不外乎2 个:一是产品本身漆膜质量有问题,二是消费者自身的原因(如使用环境较差、采用具有腐蚀性的“轮胎光亮剂”等)。

(2)车轮变形、开裂、断裂:共计74 例,其中关于变形投诉35 起,占比16%;开裂断裂投诉39 起,占比18%。这几类问题在高、中、低端车型上均有反映,但轮缘处单一径向裂纹问题(图4)大多存在于中、高端车型。 《综述》分析认为,这么多车轮出现变形、开裂甚至断裂的原因,一是车轮本身质量有缺陷(如结构设计不合理、厚度不均,2013 年曾有企业召回1.8 万辆涉事车辆);二是消费者自身的责任,如过分“折腾”,而高档车普遍安装防爆胎(如“泄气保用轮胎”)和扁平轮胎的做法,也极有可能是产生“轮缘处径向开裂”的原因。

铝合金车轮轮缘处的径向开裂现象,是个例

(3)动平衡:投诉仅1 起。《综述》分析认为,该例可能是原装铝合金车轮上平衡块过多(车主反映给4S 店),而4S 店装胎人员又没有严格按照程序进行装胎,使得车轮和轮胎的不平衡量叠加造成的。

还有一则消息,也反映了品质差异。2018 年11 月23—25 日,在由铝车轮质量协会(CAW)举办的全国 2018 年度商用铝车轮质量比武大赛上,参赛的生产企业按照大赛要求提供了相同规格、相同参数的铝车轮产品,并在同等试验条件下进行弯曲测试( 按照GB/T 5909-2009 标准,强化系数 S:1.6,载荷 4 125 kg,弯曲力矩32 650 Nm)。结果,江苏某企业产品获得了该项比武冠军。分析认为,这个大赛虽然不可能全面检测每项性能指标和一次定终身,但或在一定程度上反映了参赛厂家的产品品质。S

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铝合金车轮≠铝合金轮毂!别再混淆了

图中红色剖面部分即为“轮毂”;通过螺栓,其圆盘内侧联接制动鼓,外侧联接车轮;通过花键联接车轴;通过轴承联接桥壳

从现行标准来讲,汽车车轮是指介于轮胎和车轴(车桥)之间的旋转部件,即用于支撑轮胎和介于轮胎与轮毂之间的部件,也是一个安全部件;按材料分为钢制车轮和铝合金车轮。

有人将钢制车轮俗称“钢圈”是可以接受和理解的,但将铝合金车轮称为“铝合金轮毂”则是不合适的,因为“轮毂”在汽车上另有所指:轮毂是指直接安装在车桥上并属于车桥总成的一个旋转部件,其作用:一是通过螺栓联接并固定车轮和制动鼓(盘);二是通过轴承与桥壳相连,三是通过螺栓+轴头盖(带内花键)与驱动轴(半轴)相连,所以是一个十分重要的支撑力与传递部件。车桥(俗称车轴)穿入车轮中,通过悬架承受车身重量、通过轴承承受车轮的反作用力,本身是不旋转的。车轮与轮胎组合在一起,统称为“车轮总成”。汽车上的“备胎”(在路上可以拆换)其实是以车轮总成的形式存在的。

(刘志峰)

知识之窗

“真空轮胎”真的不存在!别再提了

“真空轮胎”这个词,在汽车行业存在有近20 年了,至今仍有人在用,并进入搜索引擎的“百科”词条,甚者还写入正规出版的书中,简直是“误人子弟”!难道,世界上真的存在“真空轮胎”吗?答案是:不存在;在语法上完全是一个病句,而本质上是严重缺乏物理学基本常识的表现。首先看看2 个概念,大家就明白了。

(1)真空:是一种物理现象,是一种不存在任何物质(包括空气)的空间状态。在“真空”中,声音因为没有介质(如空气)而无法传递,但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上,“真空”系针对大气而言,当一个特定空间内的部分物质(如空气、液体等)被排出,使其压力小于一个标准大气压,则我们称此“空间”为真空或真空状态,并用真空度(负压力)来描述它的真空状态。这与将空气(或液体)充入一个特定空间内而形成的正压力,恰恰相反。

(2)无内胎轮胎:它是相对过去多年使用的有内胎轮胎而言的。有内胎轮胎由外胎和内胎组成,内胎具有密封作用并容纳充入的介质(如空气),而外胎没有密封作用、对内胎起到保护作用;无内胎轮胎,则是去掉了内胎,只保留了外胎并由外胎与轮辋一起共同承担原有内胎的储气职能。无内胎轮胎的出现,是轮胎工业的一次重大革命和技术飞跃。20 世界90 年代末期,国内开始尝试使用无内胎轮胎,那时只有少数人能够接受,并闹出很多用户在买了装备无内胎轮胎的汽车后竟然要求汽车厂换成有内胎轮胎的事情;而此时,即开始有人把“掏空”内胎的无内胎轮胎,称作“真空胎”,这个错犯的还真是很久了。

看完这2个概念,还有谁会说无内胎轮胎可以称作“真空轮胎”呢?即使顾名思义,“真空”即缺少空气或没有空气,这样的“真空轮胎”岂不成了瘪了的撒完气的轮胎?那还怎么可能支撑汽车行走呢?

(肖献法)

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