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镁合金在汽车领域应用及发展前景怎么样?

许多汽车厂商为了能够提升汽车的燃油效率以及降低废气排放、减轻汽车的重量等开始纷纷使用镁合金来制造合适的汽车零部件,下面钜宝就跟大家说说镁合金在汽车领域的应用以及发展前景。


镁合金在汽车领域应用状况


镁合金材料制造的汽车零部件品种繁多,从汽车的运动部件(如车轮),到汽车的结构部件(如汽车座椅框架),再到承受高温的耐高温部件(如缸体),这些零部件的共同特点是承受的机械和化学负载较低。镁合金材料经常用来制造“支架”、“壳体”、“端盖”或“堵盖”类零件等。由于镁合金材料具有极好的铸造流动性能,因此,非常适合于制造横拉杆之类的薄壁结构件和大面积的车辆内部结构件,如车门和前、后舱盖等。金属镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件,最常采用镁合金材料的零部件有:


向轴,全球50%的转向轴采用了镁合金材料;


横梁,欧洲产轿车中使用了约6000t的镁合金材料;


变速器壳体,大众公司B型车架的轿车中每天使用约600个镁合金材料制造的变速器壳体。


原则上讲,镁合金材料主要用于汽车的内部结构的驱动系统中,大批量、由汽车零部件供应商提供的镁合金零部件有望在今后的5年内大量进入汽车制造业,那时,戴姆勒-克莱斯勒公司生产的汽车将采用镁合金自动变速器;BMW公司生产的轿车将采用镁-铝复合材料的发动机缸体。从长远来看,镁合金材料在车架制造和底盘制造中以及耐高温零部件的制造中也会进一步增加。


除了可以比钢和铝减轻40%~70%的重量这一优点之外,镁合金材料在减振、降噪和环保等方面也具有很大优势。地球上镁元素的含量丰富,便于对镁合金材料废旧零部件进行回收再利用;与铝合金材料相比,镁合金材料熔化、铸造时的能源消耗少,切削加工时机械磨损少,因此,整个生产费用可比铝合金材料减少20%左右。镁合金材料良好的焊接性能可能会给汽车的结构设计带来一场新的革命,它可以用来制造大量的结构件,特别是可以制造出一些薄壁件和大面积结构件,进而降低汽车的总装费用。


尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些,这一价格上的劣势因镁合金材料生产加工过程中的费用低廉而得以弥补,单位体积的镁熔化潜热只有铝的2/3,比热只有铝的3/4,并且有非常低的溶铁性,因此,总价格比铝合金材料仅高出20%左右,此外,镁合金材料还有一些不足之处就是耐腐蚀性差、抗蠕变性能差、刚性较差,在镁合金零部件的生产制造过程中,有许多问题需要解决,例如,在浇铸时,要克服不良的(冷)变形问题;另外,镁合金材料在实际应用中还有外部裸露件的锈蚀问题,还有在不同材质零件混和运输过程中都要注意提高镁合金的抗接触腐蚀能力,防止金属镁的自燃等问题。


汽车用镁及镁合金部件包括仪表盘、支架、座位框架、导向轴部件、变速箱、汽缸头外壳、进气岐管等非结构件。镁汽车部件开发包括车蓬板、结构支架、后甲板盖、内车门框架、发动机头、发动机主体等。


汽车领域用镁合金制造前景


世界交通世界交通运输车辆总趋势是轻量化,未来汽车不管选用何种动力,都必须轻量化,尤以轿车最为突出,轻量化、节能降耗和降低排放污染是发展轿车的三项战略性课题,其中轻量化是关键。因此轻量化是汽车发展趋势。


减轻汽车自质量最有效的途径是采用轻质材 料制造汽车,实践证明,选用轻金属(铝、镁)和塑料等轻质材料代替钢铁,能有效的减轻汽车自质量。在铝材和塑料已被广泛应用,汽车排放法规日趋严格,节能降耗更为迫切的新形势下,世界汽车业把目光投向镁合金,认为它是比铝合金和塑料更为优良的轻质材料,对汽车的减重效果更明显、节能降耗更有效、环境保护更有利,镁比铝更轻,是工业实用金属结构材料中最轻的金属。镁具有高的比强度和比弹性模量,良好的刚性及抗电磁干扰屏蔽性,优于铝的切削加工性和尺寸稳定性,高的阻尼性能和减振抗冲击能力,镁合金材料可回收利用,在当今世界环保意识高涨的今天,能高度回收利用的材料和制品将日益受到重用。因此,镁合金是减重节能、吸振降噪、安全环保型汽车结构材料,在汽车上最有应用潜力,它是汽车工业最有发展前途的轻金属结构材料。


镁合金


我国镁资源相当丰富,储量居世界首位,而且产镁的地区大都电力充足,熔炼用辅料硅铁丰富,具有发展镁工业得天独厚的条件。目前国内用量很少,尤其是汽车工业用量极少,供大于求,大量低价出口,同时我国镁合金牌号、品种规格较少,无自成体系的压铸镁合金,零件制造成形技术落后,这与我国镁资源优势很不相称,既影响到镁工业的发展,又制约着镁合金材料在汽车上的合理应用。因此,研究开发汽车用镁合金及零件先进制造技术,是结合国情,既现实又有发展前景,并亟待研究的重要课题。中国应重点开发丰富的镁资源,扩大在工业上的应用范围,并应紧跟世界汽车用镁合金的趋势,开创具有中国特色的汽车用镁合金新局面。


钜宝镁根据相关资讯得知,大众公司、通用汽车公司、日产公司、马自达公司、三菱公司等美国三大汽车公司联合对新开发的耐热镁合金进行经济和技术评估,对镁合金在汽车上的应用十分看好。变形镁合金及其加工技术正在成为镁合金研究和应用领域的热点,包括镁合金等通道转角挤压技术。


镁合金超塑性研究,重要研究方向是:


(1)高应变速率超塑性。对于节约能源、提高生产率、扩大应用都有很重要的意义。


(2)大晶粒工业态镁合金超塑性,研究晶粒较大的工业态镁合金在一定条件下的超塑性,因其不需要预加工可节约能源,故将有更大的应用前景。


(3)镁合金低温超塑性。研究镁合金在较低的温度下进行超塑性变形。镁合金材料的研究和应用前景是非常广阔的,相对于其它金属材料(如铝、钢等)的研究发展水平,我国与世界发达国家的差距较小,可以说几乎处在同一起跑线上,如果集中全国的优势力量针对关键科学问题展开研究,就有可能取得重大突破,达到甚至赶超世界先进水平。


我国近年在镁合金技术开发和应用领域取得了长足进步,作为世界第一“镁”大国要造好镁、用好镁,造福于中国和世界,并在镁的研究领域成为世界领头羊,推动镁合金走可持续发展之路,同时还要开展好镁合金的重大基础研究。


热门标签:镁合金汽车应用
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