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1、国内外铝合金车轮制造业的现状与发展趋势车轮是构成汽车的重要安全部件.除承受垂直力l夕,还要承受着因车辆起动,制动和行驶过程中以及路面冲击等产生的多向不规则作用力.作为旋转的车轮,其质量好坏将对车辆的平稳性,操!等性能产生重要影响.因此,要求车轮尺寸精度高,不平衡度小,质量疲劳强度高,且有足够的刚度和弹性,美观大方性.较长时期以来,钢制车轮在汽车制造业中占据主位.随着科学技术的进步与发展,对车辆安全,节能的要求日趋严格,汽车的各项性能也在不高.铝合金车轮以其美观,质轻,节能,散热耐腐蚀,加工性好等特点,正逐步取代钢制车据测算,世界汽车铝合金车轮装车率在40%左且覆盖了所有车型.国外在20世纪20
2、年代就开始用砂模铸造铝合金车并在赛车上得到应用.二战以后,铝制车轮用于叠轿车.1958年有了铸造整体铝合金车轮,不久又.锻造铝合金车轮,70年代起铝合金车轮被逐步推我国于20世纪80年代中期开始研制,90年代进入是时期.2002年至今,由于中国汽车制造业快速发汽车铝轮行业出现强劲增长势头.据统计,13年我国生产汽车铝合金车轮2300万只,出口张正智越人l200万只;生产摩托车铝合金车轮l950万只,出口l30万只?预计2004年生产汽车铝合金车轮2500万只,出口l400万只;生产摩托车铝合金车轮2200万只,出口300万只.随着经济全球化的发展,跨国公司纷纷在我国投资,或加大在我国的采购份额
3、.车轮行业既面临新的发展机遇,也面临新的挑战:1铝合金车轮制造业现状随着汽车制造业的发展,铝合金车轮制造业也在不断进步.20世纪末的经济全球化浪潮,推动了汽车工业的市场一体化,分工专业化,产业规模化的快速发展,铝合金车轮企业也已形成向多家汽车厂供货,跨国供应的局面?1.1国外铝合金车轮制造业国外铝合金车轮制造业在20世纪70年代得到快速发展.如北美轻型车铝车轮,1987年只占19%,到2001年已占到58.5%;日本轿车装车率超过45%;欧洲超过50%.一般企业最小生产规模不低于年产120万只,产量大的企业超过1000万只:只有批量生产规模大,才能有较高的经济效益,才能支撑其不断提高竞争力.企
4、业都有稳定的生产工序和质量控制体系,以保一II_乙一广一J一<一广一J口一广1,U,1(_(ri综述l幼】_一证产品质量的一致性;企业有与整车厂协调发展新技术能力,为此要具备新产品开发能力;企业还要有持续降低生产成本能力;有适应市场变化,适应产业结构调整的能力.企业产品有的面向整车厂配套供货,有的主要面向维修市场,有的两者兼而有之.北美铝合金车轮市场发展具有代表性.表1给出了北美铝,钢车轮2001年与1999年的销售量和市场占有率.可以看出两年间铝合金车轮市场占有率增长7.2个百分点,销售量增长近700万只;钢制车轮市场占有率亦下降7.2个百分点,销售量减少近300万只.表1北美轻型车车
5、轮市场情况2oo1年I999年车轮车型销售量市场占有率销售量市场占有率(万只)(%)(万只)(%)铝轿车l765-8.45.1l573.948.8生轻型货车2l53.054.9l653.051.2轮小计39l8.858.53226.951.3钢轿车l373.549.3l667.554.3生轻型货车l4l0.950.7l403.145.7轮41.53070.648.7小计2784.4合计6703.2l00.06297.5lO0.0注:I.北美含美国,加拿大,圣西哥;2.轻型货车含轻型厢式车,SUV,皮卡,RV等车型;5.轿车,轻型货车市场占有率指分别为铝,钢车轮的市场占有率,小计市场占有率是指占
6、合计的市场占有率.表22002年美国3大汽车公司铝车轮装车率(%)公司I999年2002年通用60.661.0福特53.061.0戴一克53.060.5表2为美国3大汽车公司铝车轮装车率增长情况.美铝合金车轮外径以16(1=2.54cm,下同)使用最多,2001年轿车使用率占55%以上,供应量超千万只;轻型车使用率在59%以上,供应量为1275万只;其次使用最多的是外径15的铝轮,分别占轿车,轻型货车用量的30%和26%,供应量均在500万只以上.车轮由于制造工艺,采用材料,尺寸大小等不表32001年世界部分汽车车轮制造公司概况职工营业额车轮产量公司人数备注(人)(百万美元)(万只)超级工以铝
7、车轮为主;主要为通用,业国际6200650l200福特,戴一克,丰田,大众,(美国)宝马,马自迭,三菱等配套美国主要生产重型货车,大客车,皮铝业ll35400卡车,SUV,RV车轮,以锻造铝轮为特色,为美国三大公司等配套罗那国际40钢轮占55%,铝轮占6I%主要为(Pon&1)2390(北美铝600800大众,通用(欧宝)轰一克,丰(德国)轮业务)田,铃木,奥迪等配套以铸造铝车轮为主,为通用美国铸造700400600配套业务占80%以上宇部汽车4458配件500机械,金属制品业务只占18%(UBE)(日本)(全部业务)合金车轮以低压铸造铝车轮为主,为通国际公司45060350用,本田,
8、大众等配套AWI)(南非)托皮(T0PY)30铝轮占6l%,钢轮占55%,主要为本田,五十铃,日产,富(日本)2390(车轮业务)士重工等配套源恒工业铝轮占6l%,钢轮占55%,主(中国52260l20l50要为裕隆,中华,铃木,通用台湾省)等配套l20日立金属45065为日产,三菱,福特等配套:AAP)(日本)(铝轮)加拿大汽铸造铝轮为主,其次是钢轮,车零件23780l08主要为北美丰田,通用配套丰田公司同,其劳动生产率也有较大差别,一般人均年产量在20008000只车轮左右,当年北美每只车轮平均售价在650元人民币左右,现价格已大幅下调.表3给出了世界部分汽车车轮制造公司概况.1.2国外铝
9、合金车轮主要制造工艺国外铝合金车轮的制造方法有多种,但以低压铸造为主,约占全部产量的80%以上.另外,还有少数企业采用锻造法,焊接组装法生产.表4给出国外铝合金车轮的主要制造工艺,特点及主要应用的公司.1.3国内铝合金车轮制造业随着我国汽车市场的快速发展,不断引进技术,铝合金车轮的制造和应用也得到了迅猛发展.1988年我国第一家铝合金车轮企业戴卡铝轮毂制造有限公司成立;进入20世纪90年代,广东南海中南铝等一批铝合金车轮制造企业迅速建立起来,铝合金车轮迅速在我国得:I一一Jr,U>Ur_1亡,-,【,_,UUU_1一Dr,一lr,一r,一蜒姆熬奄蚌N.厂I=寸00Nj表4铝合金车轮不同制
10、造工艺比较制造工艺主要特点备注在较低压力(一般在2060kPa)下浇注,可大批量生产较高质量车轮,生产率高,合格率较高,铝液利用率较高,成本比重目前被广低压铸造力铸造稍高.为了使铸件表面更光洁,金泛采用的相组织更致密,海斯公司采用冒口不在中工艺央而在两侧的方法,并将浇注压力提高到810.6kPa(已属高压铸造),产品质量接近压铸水平是液体金属靠重力作用充填铸造型腔而获得铸件的一种铸造方法,铸模可重复使用.早觏广泛重力铸造历史悠久,工艺简单,成本最低;不足是采用的工金属晶柱较大,强度较低,质量较大,表艺,现已面处理工作量较大,铝液利用率较低趋于淘汰挤压铸造也称为液态模锻,是一种集铸造和锻造特.占
11、,于一体的工艺方式,其中又分为复合挤压铸造,正挤压铸造,两次挤压铸造,反挤压铸造(金属液流动方向与加日本宇部压压力方向相反)等多种形式.共同特.点汽车零件挤压铸遣是:除金属模具外,还要有突模冲头,模(UBE)应用具顶出杆,一般要在冲头上施加70MPa左右较成熟的压力进行铸遣.铸件表面光洁,金相组织,各种机械?陛能接近于锻件,不需复杂的表面加工就可以镀铬,镀铬成本较低,质量增加小一般指热模锻.产品质量最好,有高密度美国铝业的金相组织和良好的机械性能,质量最小,公司应用表面最光洁,成本远高于铸造.一般适用较早,也锻造有多家日于大型车轮制造,可锻遣出花纹和图案.本公司采另外,还有铸造锻造法和半固态锻
12、造工艺用.技术正在发展中较成熟一般只铸造或锻造轮辐,轮辋用成型卷材美国海斯组装卷制,然后将轮辐,轮辋焊接成车轮,可一莱莫斯公司应用大大减小质量;工艺较复杂较成熟注:国外最近出现无气孔压铸新工艺(充氧压铸法),日本轻金属株式会社,美国铸锻公司已开始应用于生产.到推广.到2003年,我国摩托车铝车轮装车率已超过55%,汽车装车率已超过50%.铝合金车轮正在向轻量化,大直径,宽轮辋方向发展.万丰奥特公司创建于1994年,从生产摩托车铝合金车轮起步,经过10年发展,现已成为国内铝合金车轮行业发展最快,势头最猛的企业.其旗下万丰奥威是一家专业生产汽车铝轮的公司,预计2004年可产汽车铝合金车轮400万只
13、,2010年将达gO0万1000万只.2004年,ZCW(万丰奥威),ZNA(中南铝),戴卡(戴卡)均获中国名牌产品称号.1.4国内铝合金车轮主要制造工艺国内铝合金车轮制造主要采用成本较低的低压铸造工艺.约占全部产量的80%以上;其次是采用最简便综述表52003年我国部分铝合金车轮制造公司概况职员销售车轮公司人数收入产量备注(人)(百万元)(万只)戴卡采用美国,德国,日本等技术标;隹,为上海大众,一汽大众,广轮毂2184706256州本田,夏利,长安铃木等配套;还为德国奥迪等配套昆山六丰1420787269为国产汽车配套并出口万丰奥特控股的专业生产汽车铝轮的公司,为通用,福特,日产,万丰马自达
14、,现代,雪铁龙及国内多奥威125O680240家企业配套2003年出口5139万(汽车美元,该集团另有80O万只摩托车铝轮生产能力,为国内外名牌摩铝轮)托车配套上海产品以配套国产轿车和出口为主,金合利7334381642003年出口3365万美元南海为长安铃木,一汽大众,日产等中南铝129445895.3配套,2003年出口3121万美元夏门民兴70818895出口为主(售后市场)南京华舜70(产能产品为夏利,昌河等配套并出口产品规格1224生产能力抚顺顺华5O10O万只,为国产汽车配套308产品从1318,出口为主,华泰149043(泰安华泰2003年出口4890万美元一汽白山29819.6
15、614S0R7610CA注:昆山六丰为2002年数据.资料有限,可能不翔实:的重力铸造工艺,约占其全部产量的20%不到=上海金合利采用挤压铸造工艺,其产品质量都有提高,取得较好的效果.在铝合金车轮加工方面,一般采用数控机床和高精度自动化柔性加工系统;采用自动化涂装工艺,喷粉技术在表面涂装方面渐有替代喷漆之势,少部分企业还采用先进的真空电镀涂装技术;在热处理试验检测方面,基本都接近或达到国外先进水平:2国内外铝合金车轮的发展趋势2.1汽车工业的发展对铝合金车轮提出了新要求世界经济发达国家汽车市场虽然已进入成熟期,但汽车产量平均每年仍以3%左右的速率增长;大多数发展中国家汽车市场正处于成长中,其增
16、长速度还快:我国近几年汽车产量和保有量增长尤快,由于我国市场潜力大,今后还会以较高的增长速度持续发展.CClVC一广丌丌0,_,fCn<rr,.综述匀】汽车在提高人们生活质量的同时,也带来负面影响.温室效应,环境污染,能源消耗,道路拥堵,汽车肇事等,成为人们关注的焦点.这些都对铝车轮提出了更节能,更安全,更环保的新要求.2.2铝合金车轮的发展趋势为了适应汽车更安全,更节能,降低噪声,污染物排放不断严格的要求,铝合金车轮正在向大直径,轻量化,高强度,更美观等方向发展.以北美铝合金车轮市场为例,在前些年,轮毂直径还是以1314为主,现在的主流市场则是以1516,甚至17,如表6所示.从表6可
17、以看出;16车轮所占市场份额最大,增长也最快.从1997年占车轮市场38.3%,到1999年上升到45%,2001年已占到57.7%.其次是15,17车轮,占总市场份额分别为27.62%和11.77%.18,19,20大直径车轮在市场上也有表现.表62OO1年北美不同外径铝合金车轮市场供应量及份额轮辋轿车应占轿车轻型车占轿车供应直径用量车轮市应用量车轮市总量占总市场份额(%)(英寸)(万只)场份额(%)(万只)场份额(%)(万只)1350.280050.131485.55.O10088.52.2615532.130.14551.325.741083.427.6216972.255.061274
18、.759.682246.957.7017160.89.10300.313.96461.111.77186.70.3811.00.5117.70.45190O2.20.104.40.06200.60.0313.80.0114.40.01合计1765.9100.02153.31O0.03921.4100.0注:总供应量里包括其它车型用量据预测,1J2005年,18车轮将会成为轿车车轮的标准配置.车轮生产商已开始着手安排22,24及以上车轮的生产线,以应付市场的新需求.大直径车轮与轮胎组合,比小直径车轮与轮胎组合更显现代,霸气和时髦.由于直径大,轮辋宽,使轮胎与地面的接触面积更大,从而增加了汽车与地
19、面的附着力,使汽车的操纵性能更好,提高了汽车的安全性.一般要求与扁平轮胎相匹配.但大直径,宽轮辋,也会产生使轮胎磨损加快的不利影响.为了减小车轮质量,提高强度,一般采用锻造工艺,组装式工艺生产车轮,可减小质量20%左右.还可采用高强度镁合金,钛合金制造车轮,但会使成本相应增加.为了降低车轮噪声,有的在轮辐和轮辋之间,加一特殊橡胶结合件,可以大大降低车轮噪声,并提高汽车操纵稳定性.为了使车轮更美观,一般采用镀铬,抛光,喷漆,喷粉,加装不锈钢或塑料毂盖,压铸花纹,改进车轮设计图案等办法.2.3铝合金车轮技术的新发展我国铝合金车轮制造是以低压铸造和重力铸造为主,一些先进制造工艺基本还未采用.为了适应
20、对铝合金车轮不断提高的要求,制造技术也在不断发展.首先是由于锻造车轮的高质量,受到越来越多的厂家的重视并采用,如美国铝业公司(见表2);车轮组装工艺也受到重视.旋压成型法是在热锻工艺基础上发展起来的,锻造制坯后进行旋压成型,提高了制造精度和机械性能,机械加工余量大大减少.此工艺在德国已发展成为成熟技术.液态锻造,半固态锻造,在国外已是成熟技术,特别是大规格,轻量化车轮,有这种工艺需求,因为不管哪种锻造成型技术,铝合金车轮的力学性能均比同一规格的铸造车轮提高18%以上,还可较大幅度减小质量.目前,锻造车轮主要应用在大中型载货车和大中型客车上,特别是豪华客车上应用较多,同时正不断向轿车领域延伸,相
21、信会在国内有实力的铝轮制造企业得到应用.3铝合金车轮行业面临的机遇和挑战3.1铝合金车轮行业迎来大发展的良好机遇期1一Zll(_)J>(二】0山山山-1一OO_量_3一瞻l0苫J总体来说,铝合金车轮是耗材多,耗能高,劳动密集,具有一定技术含量但附加值不是很高,又需要较大投资才能形成规模竞争力的产品.目前,经济发达国家已进入后工业经济时代,已不看中加工工业.正处于向发展中国家转移加工工业时期.汽车又是批量规模经济效益显着的产品,是经济全球化,市场一体化最具代表性的产品.铝合金车轮正是大批量生产的典型产品之一.汽车工业发达国家,要把汽车生产基地,零部件生产基地,转移到市场大,发展前景广阔的国
22、家和地区,我国正是跨国汽车公司的首选地.我国正处于工业经济大发展时期,其管理成本,知识成本,原材料成本,劳动力成本等均具有比较优势.我国铝合金车轮行业经过10余年的快速发展,已形成诸如万丰奥威,昆山六丰,戴卡等一批年产量在几百万只车轮的企业,其实物质量基本达到国外同类产品水平,且成本比发达国家低15%左右,具有较强的竞争力.铝合金车轮是最具比较优势的典型产品.所以,也是国际汽车巨头跨国采购的重点零部件之一.近几年我国铝合金车轮出口量猛增,出口额从1998年的561万美元,112003年已超过2亿美元,增长35倍以上,年均增长率超过200%.2003年万丰奥特出口额高达5139万美元,上海金合利
23、,南海中南铝,泰安华泰出口额也在3000万美元以上.由于我国汽车市场发展快,需求潜力大,加之跨国公司的采购量,出口量迅猛增长,使我国铝合金车轮行业迎来大发展的良好机遇期.3.2积极面对各种挑战铝合金车轮行业虽然迎来大发展的良好机遇期,但也面临着各种挑战.由于铝合金车轮的主要原材料是铝,而铝在冶炼过程中消耗能源很多.世界能源日趋紧张,特别是石综述油资源短缺,争夺异常激烈.原油涨价是不可逆转的趋势.我国是能源紧缺的国家,石油资源更显紧张.2004年我国进口原油可能超过1.2亿t,能源对外依存度超过40%.随着世界原油价格的不断上涨,我国能源的价格也会不断上涨,铝材价格也会不断上涨.不但铝价格会不断
24、上涨,而且生产铝车轮的铸造或锻造,热处理,机加工等,也要消耗较多的能源.随着能源的涨价,其生产成本,也会不断增加.再由于我国汽车,特别是中高档乘用车(应用铝合金车轮最多),价格正逐渐与国际接轨.随着汽车进口配额取消(2005年1月1日),进口关税进一步降低,价格继续呈不断下降趋势.这种整车降价趋势,必然会波及到零部件.所以,铝合金车轮既要面临原材料,能源,成本不断上升,又要面临整车不断降价的双重压力.企业应在采用计算机辅助开发,加强现代化管理,自动化生产与检测,扩大规模,提高劳动生产率,建立营销网络,联合重组等方面做出努力,迈出实质性步伐,以应对面临的挑战.由于铝合金车轮出口增长迅猛,既要防止企业之间出口价格的无序竞争(争相低价出口),损害中方利益,又要高度警惕外方的反倾销诉讼.为此,建议铝合金车轮行业成立出口联谊会性质的组织,协调出口价格,以维护铝合金车轮行业的整体利益,一旦遇到反倾销诉讼时,积极组织应诉.总体来说,铝合金车轮是市场前景广阔,易于组织生产,见效快的产品.由于近几年国内外市场的快速发展,生产厂点发展也很快.已上和欲上的企业不下几十家.但要面对多种挑战,也绝非易事.所以,铝合金车轮行业要十分警惕新一轮投资热所带来的风险,避免盲目投资,造成不可挽回的损失.(本文在撰写过程中.得到了中国汽车工业信息网,中汽协会车轮委员会有关专家的支持.在此一并致谢.作者)目
