Открыть сервисСервис

Материалы для производства автомобилей

Материалы для производства автомобилей — совокупность конструкционных, полимерных, стеклянных и других материалов, применяемых при изготовлении легковых, грузовых и специальных автомобилей. Основу автопроизводства составляет сталь, на которую приходится около 55–60 % массы современного легкового автомобиля; значительную долю занимают алюминий, пластмассы, стекло, резина и композитные материалы.

Сталь

Сталь остаётся основным материалом автомобильной промышленности. Из неё изготавливают кузовные панели, рамы, несущие элементы шасси, детали трансмиссии, рессоры, пружины, колёсные диски и крепёж. В России производство автомобильной стали сосредоточено на металлургических комбинатах «Северсталь», «ММК» (Магнитогорский металлургический комбинат) и «НЛМК», которые поставляют прокат автопроизводителям, включая заводы «АвтоВАЗ», «КАМАЗ» и «ГАЗ».

В кузовостроении применяют несколько групп сталей:

  • Мягкие низкоуглеродистые стали — для деталей, не воспринимающих высоких нагрузок.
  • Высокопрочные стали (HSS) — с пределом прочности 210–550 МПа, используются для элементов, воспринимающих нагрузки.
  • Высокопрочные стали с остаточным аустенитом (AHSS) — с пределом прочности до 1500 МПа и выше, применяются в зонах безопасности кузова.

Алюминий

Алюминий и его сплавы занимают второе место по объёму применения. Средняя доля алюминия в легковом автомобиле составляет 9–15 % массы и продолжает расти. Материал используется для изготовления блоков цилиндров, поршней, подвесных рычагов, дисков, а также кузовных панелей и каркасов премиальных и электромобилей. Алюминиевые сплавы серии 6000 (Al-Mg-Si) применяют для панелей кузова, серии 7000 (Al-Zn-Mg) — для элементов подвески, серии 3000 и 5000 — для менее нагруженных деталей.

В России алюминиевую продукцию для автопрома выпускают «Русал» и «Братский алюминиевый завод». Крупнейшим потребителем алюминия в России является «КАМАЗ», который применяет алюминиевые двигатели и кабины.

Полимеры и пластмассы

Пластмассы составляют около 15–20 % массы современного автомобиля и занимают первое место по объёму среди неметаллических материалов. Основные типы:

МатериалОбласть применения
Полипропилен (PP)Бамперы, панели приборов, обшивка
АБС-пластикДетали салона, корпуса фар
ПоликарбонатФары, остекление
Полиамид (нейлон)Воздуховоды, детали двигателя
Стеклопластик (GRP)Крылья, капоты, элементы кузова
Углепластик (CFRP)Спортивные и премиальные автомобили

В России производством автомобильных пластмасс занимаются «Сибур», «Казаньоргсинтез» и «Нижнекамскнефтехим».

Стекло и резина

Автомобильное стекло изготавливают из натриево-кальциевого стекла с полимерной прослойкой (триплекс) или закалённым. В России автомобильное стекло выпускают «Саратовский завод автомобильных стёкол» (САЗАС) и «ГАЗ» (стекольный завод в Дзержинске).

Шины производят из резиновых смесей на основе натурального и синтетического каучука с армирующими нитями корда из нейлона, кевлара или полиэстера. Крупнейшие российские производители — «Нижнекамскшина», «Ярославский шинный завод» и «Воронежшина».

Композитные материалы

Композиты (стеклопластик, углепластик, кевлар) применяют там, где требуется сочетание высокой прочности и малой массы. В России производство композитных материалов для автопрома сосредоточено в НИИ и на предприятиях «Композит», «Технология» и «Сибур» (сырьё). Наиболее массово композиты используются в спортивных автомобилях и электромобилях, где снижение массы критически важно для увеличения запаса хода.

Перспективные материалы

Автопроизводители исследуют применение:

  • Высокопрочных алюминиевых сплавов с литейной обработкой.
  • Магниевых сплавов — для снижения массы на 20–30 % по сравнению с алюминием.
  • Биокомпозитов на основе натуральных волокон (лён, джут).
  • Стеклянных и углеволоконных пластиков для серийных автомобилей.

В России разработкой перспективных материалов для автопрома занимаются Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, НИИ автомобильной промышленности (НАМИ) и Московский институт стали и сплавов (МИСиС).

Экологические аспекты

Рост доли алюминия и пластика повышает сложность переработки автомобилей. В Евросоюзе действует директива ELV (End-of-Life Vehicles), обязывающая перерабатывать до 95 % массы списанного автомобиля. В России аналогичные требования закреплены в техническом регламенте ТР ТС 018/2011 «О безопасности колёсных транспортных средств».

Источники:

  • Автомобильная промышленность: справочник / под ред. А. Н. Волкова.
  • Материаловедение: учебник для вузов / под ред. И. И. Новикова.
  • Справочник металлурга: сталелитейное производство.
  • Статистика Минпромторга России по автопроизводству.
  • Отчёты НАМИ о материалах в автомобилестроении.
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru