咱们国家有个地方叫宝鸡,在陕西,很多人可能对它不太熟,但它有个特别响亮的外号,叫“中国钛谷”。
这个“钛”字,听起来就很有科技感,它是一种性能特别好的金属材料。
宝鸡的钛产业规模很大,产量占了全国的一大半,放眼全世界也占了三分之一,可以说是名副其实的行业龙头。
但是,这么一个厉害的产业,却一直有个不大不小的烦恼,就是感觉“大而不强”,有点像一个身怀绝技的武林高手,空有一身内力,却总是在干一些粗活累活,没能真正把自己的本事发挥到极致。
这其中的一个关键问题,就是好东西没地方用,应用场景太窄了。
巧的是,宝鸡不光有钛,还是咱们国家两大汽车巨头吉利和比亚迪的重要生产基地。
这就让人不禁想,一边是代表未来的先进材料,一边是现代工业的集大成者——汽车,这两张宝鸡手里的“王牌”,能不能凑到一起,打出一副好牌呢?
具体来说,就是能不能推动钛这种高级材料,大规模地用到汽车上去,让两个产业互相促进,共同发展。
今天,咱们就借着比亚迪旗下那款售价上百万的硬派越野车——仰望U8,来仔细分析分析,看看让钛材料在汽车上大规模应用,到底可不可行,以及这能给宝鸡的钛产业带来什么样的出路。
要讨论钛材料能不能大规模地替代现在汽车上普遍使用的钢材和铝合金,咱们得从三个方面来看:性能、成本和生产工艺。
首先说性能,钛合金绝对是材料界的“优等生”。
它的密度大概是钢的一半多点,虽然比铝要重一些,但它的强度特别高。
咱们可以通俗地理解为“单位重量下的力气”,钛合金的这个力气是钢的两倍还多,也比大多数铝合金要强。
这就意味着,要达到同样的坚固程度,用钛合金可以做得更轻。
除了又轻又壮,它还有两个看家本领,就是特别耐腐蚀和耐高温。
咱们的车开久了,底盘、排气管这些地方很容易生锈,但钛合金号称是“永不生锈的金属”,扔在海水里几十年都没事。
而且它还特别耐热,在发动机高速运转、排气管烧得通红的高温环境下,它也能保持稳定。
正因为有这些优点,在那些对性能要求极高的顶级跑车和赛车上,钛合金早就不是什么新鲜事了。
比如保时捷911 GT3,它的排气系统换成钛合金后,车重轻了12公斤,百公里加速就能快上0.2秒;布加迪跑车用的3D打印钛合金刹车卡钳,比铝制的还要轻四成,能承受900摄氏度的高温;F1赛车里的发动机连杆和气门,用了钛合金之后,发动机转速可以提得更高。
这些例子都说明,在追求极致性能的领域,钛合金的价值是得到公认的。
那么,问题出在哪儿呢?
为什么这么好的材料,在咱们日常的家用车上几乎看不到踪影?
这背后主要有三座大山挡着路:成本、工艺和供应链。
第一座山就是钱。
现在汽车行业能用得上的钛棒,一公斤的价格在120到150块钱之间。
相比之下,汽车上最常用的热成型钢,一公斤才8块钱左右,而轻量化常用的压铸铝,一公斤也就20多块。
这个价格差距太大了,钛合金是钢的15到20倍,是铝的8到10倍。
汽车厂家在考虑减重的时候,心里都有一杆秤,大概是每减轻一公斤,愿意多花100块钱成本。
用钛合金来减重,这个成本显然是远远超标了。
咱们就拿仰望U8这台车来算一笔账。
根据比亚迪官方公布的数据,这台车整备质量3.46吨,其中高强度钢和铝合金加起来占了车身重量的八成左右,大概是2.8吨。
我们粗略地拆分一下,热成型钢大概用了0.85吨,其他钢材用了0.55吨,铝合金用了1.4吨。
按照市面上的价格来算,钢材部分的总成本不到1万块钱,铝合金部分大概是3.1万元,加起来一共是4.1万元左右。
这对于一台售价109.8万元的车来说,只占了很小一部分。
可如果异想天开一下,把这2.8吨的钢和铝全部换成钛合金呢?
根据强度来换算,车身可以减重不少,但成本会发生翻天覆地的变化。
光是材料费,就会飙升到21.2万元。
这还没完,钛合金的加工非常麻烦,它不像钢和铝那么“听话”,不能用现在汽车生产线上那些冲压、焊接设备来对付。
必须得用上真空压铸、3D打印或者等温锻造这些更复杂、更昂贵的工艺。
把这些加工的额外费用算进去,总成本轻轻松松就超过33万元。
这比原来4.1万元的方案贵了8倍,对于任何一个追求利润的车企来说,这都是绝对无法接受的。
第二座山是生产工艺。
钛合金的物理特性决定了它很难加工。
比如冲压的时候,它弹性很大,压下去一个形状,一松手它又弹回来一大截,精度很难控制。
焊接的时候,它又特别容易和空气中的氧气发生反应,必须在真空或者充满保护气体的环境里进行,这就让生产效率变得很低。
所以,现有的钢、铝车身生产线完全派不上用场,要用钛合金就得重新投资建设全新的生产线,这不仅是巨大的资金投入,而且目前的技术在生产节拍和良品率上都还有很多难题需要攻克。
第三座山是供应链。
目前全球每年用在汽车上的钛材料,加起来还不到3万吨。
这个数字听起来不小,但跟钢铁的产量一比,简直是九牛一毛,大概只相当于一个中型钢厂三天的产量。
整个钛产业的生产、加工链条,长期以来都是为航空航天和医疗这些领域服务的。
这些领域需要的是小批量、高精度、不计成本的定制件。
而汽车工业需要的是大规模、标准化、成本可控的工业品,比如大卷的钛板材,表面光洁度高到不需要再打磨的材料。
这样的产品,目前的钛合金供应链还无法稳定、批量地提供。
既然全面替换这条路走不通,那是不是就意味着钛合金在汽车上彻底没戏了呢?
当然不是。
正确的思路不应该是“全部替换”,而应该是“精准应用”。
我们不需要把整辆车都换成钛,而是应该把它用在最能发挥其优势、最能体现其价值的关键部位。
特别是在仰望U8这种百万级的豪华越野车上,它经常要面对高温、腐蚀、高强度冲击等恶劣环境,这就给钛合金提供了绝佳的用武之地。
我们可以设想一个“合理替代”的方案:在动力系统、制动系统、悬挂系统、排气系统这些关键地方,进行点状的替换。
比如,把容易生锈的悬挂连杆、需要耐高温的排气管、承受巨大冲击的传动部件换成钛合金。
假设每辆车用上100公斤的钛材,按照现在的价格,材料成本会增加1万多块钱,算上加工的费用,总成本的增加可以控制在3万元以内。
这3万元的成本,对于一台百万级的豪车来说,完全在可接受的范围内,甚至还不如一个高档的选装包贵。
但它带来的好处却是巨大的。
除了实打实的减重和性能提升,更重要的是,它为车企提供了非常好的宣传卖点。
试想一下,“终身不锈的底盘悬挂”、“耐千度高温的高性能排气”、“永不疲劳的核心传动件”,这些标签对于追求极致体验和独特性的豪华车主来说,有着非常强的吸引力。
在当前国内汽车市场竞争日益激烈、产品同质化越来越严重的情况下,这种利用新材料打造的差异化优势,无疑是一张王牌。
这多出来的成本,完全可以转化为更高的品牌溢价,消费者愿意为这种看得见、摸得着的“黑科技”买单。
这个方案一旦成功,对于宝鸡的钛产业来说,意义就非同凡响了。
我们再来算一笔账,比亚迪的仰望系列,预计到2025年销量能达到一万辆左右。
如果能推动每辆车用上100公斤钛材,那一年就是1000吨的高端汽车用钛需求。
这1000吨,不是过去那种低附加值的原材料,而是高技术含量、高价值的汽车零部件。
这一个订单,就能像催化剂一样,强力带动整个宝鸡钛产业的技术升级和产品迭代。
一旦仰望U8这个标杆立住了,它的示范效应就会扩散开来。
吉利旗下的高端品牌、陕汽的重型卡车,这些就在宝鸡身边的“大客户”,自然也会跟进。
从高端乘用车到商用车,应用的场景会越来越广。
到那时,宝鸡的钛产业就真正和汽车这个巨大的市场深度绑定了,不再是守着金山没处使,“中国钛谷”的名头也才会越来越响亮。
说到底,好的产品不能藏在深闺无人知,宝鸡的钛产业也不能只在现有的赛道里进行低水平竞争,没有现成的路,就自己去闯出一条新路来,这才是“中国钛谷”应有的气魄和未来。
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