镁合金在现代汽车应用(奥迪为例)解剖

【关键字】精品镁合金压铸在中国汽车工业中的应用状况黎前虎刘祖明摘要：介绍了镁合金压铸在中国汽车工业中的应用状况，。

关键词：镁合金压铸汽车工业应用状况1、前言二十世纪末，能源危机日趋严重，环保法规日益严格，使现代汽车减重节能的要求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。

汽车质量每降低，每百公里油耗可减少0.7Ｌ，汽车自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%，故发达国家不断加强对汽车等交通工具能源消耗和废气污染的限制,促使汽车制造厂重视汽车的轻量化发展。

镁合金作为工业应用最轻的金属材料和良好的阻尼减震性能，具有在体积相同时比铝合金轻36%、锌合金轻73%、钢轻77%的特点，成为汽车轻量化的首选材料，其开发应用受到了各国的重视。

福特汽车公司于1998年推出的轻质概念车Ｐ2000,计划使用的镁合金零部件。

然而,从总体来看,目前镁合金在汽车上的用量还很少,每部车在0.5～17kg之间变化，平均使用量为。

根据汽车中典型镁构件的估计重量及统计，每辆汽车上镁件的重量可达到50～80kg。

到2006年,若每辆轿车仅使用镁压铸件，按现在轿车的总产量5000万辆计算，则可达到2000kt的用量。

随着镁合金成形工艺技术的进一步提高,新开发的镁合金结构件将采用高性能的镁合金(如变形镁合金等)，镁合金在汽车上的应用潜力将进一步发挥。

2、近几年发展情况进入90年代以来，我国汽车工业领域有了极大的发展，单就轿车拥有量的增长幅度就高达91倍，汽车轻量化、高速、节能等问题也日益突出，但是，90年代前期国内只有上海乾通汽车附件有限公司为上海大众汽车公司的桑塔纳轿车配套生产的变速箱壳体是利用德国技术由镁合金压铸生产的，镁合金用量仅为/辆，而国外汽车的镁合金用量平均为/辆，可见要达到世界标准、提高产品竞争力，我国汽车行业还有较长的路要走。

1998年，中科院现代制造技术CAD/CAM开放试验室、中科院金属材料疲劳与断裂国家重点试验室、沈阳工业大学和中国第一汽车集团联合进行了镁合金压铸研究及开发项目。

阐述镁合金在车辆结构构件的应用随着我国社会主义现代化建设的不断深入，国民生活发生了翻天覆地的变化。

近年来，我国人均汽车拥有量急剧增长，汽车的私有化加速方便了人们的出行交通方式，但同时也带来了更为严重的环境问题。

节能减排是现代汽车工业发展过程中不可绕开的一个部分，而从车辆本身而言，实现节能减排的方式有许多种，轻量化发展也是其中之一。

本文主要基于汽车轻量化和节能减排的角度，介绍了镁合金在车辆结构构件上的应用情况。

一、汽车轻量化与节能减排汽车车辆的节能减排是目前社会发展中一个重要的社会和环境课题。

节能减排主要从“节能”和“减排”两个方便进行，所谓“节能”的关键就是对可再生绿色能源的利用，但新能源汽车技术仍处于研发之中，在普及过程中还有许多关键性的技术需要实现，还有许多难以克服的障碍需要扫清。

从“减排”方面的实施，则是对清洁能源的利用以及降低汽车本身的排污。

不管从哪一个层面来实现汽车车辆的“节能减排”，受替代能源储存和使用技术水平的限制，为了延长行驶里程、提高车辆动态相应能力，新能源汽车开发正面临着更大的减重压力。

目前，世界范围内对于实现汽车车辆的节能减排的途径主要包含两个方面。

其一就是改变汽车内部的驱动能源，尽可能的提升汽车燃油能量的利用率，达到节能的目的，为了达成这一目的，许多发达国家，例如德国、日本都致力于研究节能的汽车驱动方式的研究，并且也取得了一系列的研究成果，例如混合驱动等车型的研发，但受到到动力高效传输技术、能源存储的技术限制，许多研发结果并不能够得到普及性的应用。

例如电动汽车，其续航时间是有限的，只能够适用于短途的行驶里程代步，不能够起到内燃式燃料的行驶续航替代工作，在普及应用上存在较大的局限性。

其二则是基于保障服役性能的车辆轻量化，如：采用高比性能材料替代传统地比性能材料，在确保车辆动态驾控性能和碰撞安全的前提下，降低车辆重量，降低车辆的制造、使用和回收的能耗和排放。

相关研究统计证明，车辆重量与其燃油量存在正相关的数量关系，车辆重量的降低对于降低车辆油耗有着重要的作用。

金属镁的用途分析镁于1774年首次被发现，并以希腊古城Magnesia命名，元素符号为Mg，属周期表中ⅡA族碱土金属元素，相对原子质量为24.305。

纯镁的密度为1.738g/cm-3,是轻金属的一种。

镁具有密度低，比强度、比刚度高，阻尼减振降噪能力强、电磁屏蔽性能优异，抗辐射，磨擦时不起火花，热中子捕获截面小，液态成形性能优越，易于回收，符合“21世纪绿色结构材料”。

由于镁具有以上的一系列特性，因此应用十分广泛，几乎遍及各个领域。

一、镁的用用途：1、生产难熔金属的还原剂镁既可作为生产稀有金属Ti、Zr、Hf等的还原剂，也可以做为生产Be、B 的还原剂。

2、合金的添加元素镁的最大用途之一是作为铝合金的合金元素，它可以改善材料的强度和抗腐蚀性能。

此外，镁还被添加到压铸锌合金中以改善其力学性能和尺寸稳定性。

镁还被用作其它锌产品的组分，包括屋面板、光刻板、生产干电池用的锌板和镀锌浴液等。

添加镁，还可使镍、镍铜合金和铜镍锌合金的性能行到很大的改善。

3、球墨铸铁的球化剂用镁脱除一部分硫和使石墨球化，从而使铸铁的韧性和强度大大提高。

4、镁还被广泛地用于钢脱硫。

此外，在生产黄铜和青铜之类的铜合金以及生产镍合金时，镁是十分有用的脱氧剂或“除气剂”。

在Betterton-Kroll制铅法中，必须将钙与镁结合使用，以便除去铅中的铋。

5、镁还用于生产的链烃基化合物和芳基化合物；在润滑油中用作中和剂；用于氩气和氢气的提纯；在生产真空管的过程中用作“吸收剂”；用于生产氢化硼、氢化锂和氢化钙；对锅炉用水进行去氧和去氯。

6、高贮能材料镁在常压下，大约523K和H2作用生成Mg H2，在低压或稍高温下又能释放出氢，镁具有贮氢的作用。

Mg H2较一般金属氢化物贮能高，所以镁可以作为高贮能材料。

7、烟火由于铝含量超过30%的镁铝合金细粉在燃烧时能发出极明亮的折光，故镁的第一个工业用途就是用在照明器制造方面，如用于制造照相机用的闪光灯等。

镁合金压铸及其在汽车工业中的应用
镁合金压铸是一种重要的金属加工技术，它可以将镁合金熔化后注入
模具中，通过压力和冷却过程形成所需的零件。

镁合金压铸具有高精度、高效率、高强度、轻量化等优点，因此在汽车工业中得到了广泛
应用。

首先，镁合金压铸可以用于制造汽车零部件。

镁合金具有良好的机械
性能和耐腐蚀性能，可以制造轻量化的零部件，如发动机缸盖、变速
箱壳体、底盘部件等。

这些零部件不仅可以减轻汽车的重量，提高燃
油效率，还可以提高汽车的性能和安全性。

其次，镁合金压铸可以提高汽车的节能环保性能。

镁合金是一种轻质
金属，比铝合金轻30%左右，比钢铁轻近80%。

因此，使用镁合金制造汽车零部件可以减轻汽车的重量，降低燃油消耗，减少二氧化碳排放，从而提高汽车的节能环保性能。

最后，镁合金压铸可以提高汽车制造业的竞争力。

随着汽车市场的竞
争日益激烈，汽车制造商需要不断提高汽车的性能、安全性和节能环
保性能，以满足消费者的需求。

而镁合金压铸技术可以制造出高精度、高强度、轻量化的汽车零部件，提高汽车的性能和安全性，同时降低
汽车的重量，提高汽车的节能环保性能，从而提高汽车制造业的竞争
力。

总之，镁合金压铸技术在汽车工业中具有重要的应用价值。

它可以制造出高精度、高强度、轻量化的汽车零部件，提高汽车的性能和安全性，同时降低汽车的重量，提高汽车的节能环保性能，从而提高汽车制造业的竞争力。

随着技术的不断发展，镁合金压铸技术将在汽车工业中发挥越来越重要的作用。

镁合金在汽车轻量化上的应用前景解析一直以来，高强度钢、铝合金、工程塑料等轻量化材料广泛应用于汽车及汽车零部件制造的各个方面，而镁合金鉴于种种原因没有得到大力推广和使用，镁合金目前主要应用在发动机罩盖、方向盘、座椅支架、车内门板、变速器外壳等方面。

数据显示，目前北美每辆汽车使用镁合金3.5kg，欧洲PASSAT 和Audi A4上每辆车使用镁合金达到14kg，而国产汽车每辆用量平均仅1.5kg。

专家预测，到2020年，欧美日汽车用镁合金的市场需求是77万吨，国内需求为5万～10万吨。

“镁合金重量轻、吸震性能强、铸造性能好，自动化生产能力和模具寿命高、尺寸稳定，作为最轻的工程材料，镁合金不仅是最适合铸造汽车零部件的材料，也是最有效的汽车轻量化材料。

”近日，重庆元和利泰镁合金制造有限公司总经理刘真在接受记者采访时表示。

■耐腐蚀性差、成本和废品率高是镁合金普及“拦路虎”专家表示，汽车上可采用镁压铸件的领域大致可分为两大类：一类是以镁取代原来采用其他材料做压铸件的领域；另一类是直至目前还在采用焊接钢结构或铝板材料的场合。

对于前者，最常见的是以镁压铸件替换铝压铸件，虽然两种材料有同等的铸造特性，但若全面衡量重量与成本因素，选用镁当然更加合理。

我国是镁资源丰富的国家，资料显示，中国的镁资源总储量占全球的85%，位列世界第一位。

不过，我国在镁资源利用方面却远远不够，专家表示，在汽车、国防、体育等镁合金产品的生产应用方面落后国外几十年。

“实际上，镁合金在汽车领域已经有了很多应用，比如现在全球62%的汽车方向盘都是用镁合金做的，它不仅质量轻，减振效果好，在发生意外撞击时对人的伤害更小。

”刘真表示，在车轮、汽车防碰撞横梁等部位使用镁合金零部件来替代塑料件，在保证汽车安全性的情况下，对减轻汽车自身质量、降低汽车能耗的效果特别显著。

但是，我们也看到镁合金制造汽车零部件确实存在压铸成本高、废品率高、存在安全生产隐患等问题。

镁合金半固态压铸汽车产品实例1.引言1.1 概述镁合金半固态压铸技术是一种新兴的铸造工艺，能够制造出高强度、轻量化的汽车零部件。

随着汽车工业的发展和对轻量化材料需求的增加，镁合金半固态压铸技术得到了广泛关注和应用。

本文将通过介绍镁合金半固态压铸技术的原理和特点，以及汽车产品中的应用实例，来探讨这一技术在汽车制造领域中的潜力和前景。

镁合金半固态压铸技术是将镁合金加热到半固态状态，通过压铸成型得到所需的零部件。

相比传统的压铸工艺，镁合金半固态压铸技术具有以下几个显著的优势。

首先，半固态状态下的镁合金具有较低的黏度和较高的塑性，使得其在压铸过程中更容易充填模腔，提高了产品的成形质量和尺寸精度。

其次，半固态压铸过程中的镁合金具有较低的热应力，可有效降低零部件的变形和缩松现象。

此外，由于镁合金具有良好的可再生性和循环利用性，采用半固态压铸技术制造汽车零部件有助于环境保护和可持续发展。

在汽车产品中，镁合金半固态压铸技术已得到广泛应用。

一方面，由于镁合金具有优异的强度和刚度，采用半固态压铸技术可以制造出更轻量化、更节能的汽车零部件。

例如，采用半固态压铸技术制造的发动机缸体和传动壳体重量可以减轻20以上，同时提高了产品的耐久性和可靠性。

另一方面，由于镁合金具有良好的导热性能，采用半固态压铸技术可以制造出具有良好散热效果的汽车零部件。

例如，采用半固态压铸技术制造的发动机散热器可以有效降低发动机的温度，提升整车的燃油经济性和动力性能。

综上所述，镁合金半固态压铸技术是一种有潜力的汽车零部件制造技术，具有轻量化、节能和环保等优势。

随着该技术的不断发展和完善，相信在未来的汽车制造领域中将得到更广泛的应用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织方式和结构设计，以便读者能够更好地理解和阅读文章。

具体内容如下：文章结构:本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。

1. 引言部分：引言部分首先对镁合金半固态压铸技术进行概述，介绍其在汽车制造领域中的重要性和应用背景。

镁合金材料在汽车中的应用随着镁合金熔炼和制造技术的不断进步，冶炼技术成熟，杂质含量较低，耐腐蚀性提高，使其在汽车工业领域中获得了较快的发展。

镁合金在汽车上的应用，主要取代铸铁、铝合金、塑料和钢制冲压焊装组合件，多以压铸件为主。

随着现代汽车节能降耗要求的不断增强，安全和环保法规日趋严格，轻量化的需求也变得更为迫切。

节能降耗成为汽车新产品开发的难点和重点，轻质材料的应用成为减重节能的重要手段。

镁合金作为工业用材中最轻的金属材料，在汽车上的应用也越来越广泛。

如何把握好镁合金的特点，新产品的研究和应用，是汽车轻量化设计和节能降耗的重要课题。

镁合金特性当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80%，其中钢铁约占62%，铝合金和塑料大体相当，均占8%-10%。

镁合金在汽车上的应用比例为0.3%，平均重量约5kg，但近几年的增幅却较大。

镁的比重为1.74g/cm3，是铝的2/3，钢的2/9，和塑料相当，是最实用的减重轻金属材料。

镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。

正因为如此，镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。

据资料介绍：轿车质量每减轻100kg，油耗可降低5%。

如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30%以上。

汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。

同时，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具有优良的抗冲击性能，有利于减振降噪，选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声，受冲击时能吸收更多的能量。

镁合金的散热性好，抗电磁干扰性高，使汽车更为安全舒适。

常用镁合金类型及其性能由于交通工具轻量化的推动，世界各国都展开了对镁合金的研究，而限制镁合金发展的一个主要原因是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此新材料的研发主要是针对这一问题进行，概括的说主要包括两个方面，一是对现有合金的优化，主要是针对现有的商业镁合金，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系的研发。