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镁合金在汽车轻量化中应用

2022-05-05 09:33:56

汽车轻量化和智能化已经成为全球汽车产业技术发展新趋势。这些年来,随着全球节能减排压力和发展趋势,各国纷纷制定严格的乘用车燃料消耗量标准法规,对乘用车燃料消耗量及对应的CO2排放提出更加严格的要求,汽车的轻量化更是世界汽车的发展趋势。让我们一起看看汽车轻量化中,镁合金将会有哪些应用吧!

 

汽车内部构造

虽然镁合金耐腐蚀性差,但是对于汽车内部构造来说,防腐不是主要考虑的问题,因此镁合金在汽车内部构造得到了比较广泛的应用,尤其是在仪表盘和转向结构中。据悉,第 一支镁合金仪表盘支柱是由通用公司在1961年压铸生产,比使用锌合金压铸生产的同样部件节省了4kg材料。过去十多年间,采用镁合金压铸的仪表盘支柱取得了极大进展。

镁合金在座椅上应用始于1990年代的德国,主要是奔驰公司在SL Roadster中使用了镁压铸生产的带有三点安全带的座椅结构。与镁合金在仪表盘上的应用情况相似,近几年,采用镁合金设计、制造的座椅也经历了一个明显提高的过程。现在采用镁合金的座椅结构***薄可以达到2mm,大大减轻了重量。虽然其他材料如高强度钢、铝、复合材料等也得到使用,但是专家预测,镁合金未来将会成为汽车座椅部件轻量化和具有成本效益的一个主要材料。

车身

     镁合金在车身应用中受限,但是也得到了整车厂的应用。通用汽车在1997年引进C-5 Corvette时,使用了整片镁合金压铸的车顶框架,此外,镁合金也被应用在凯迪拉克XLR敞篷车的可伸缩硬顶敞篷车顶和顶部框架,福特F-150卡车和SUV也使用了有涂层镁铸件作为散热器的支架。在欧洲,大众汽车公司和奔驰已率先实现了薄壁镁合金铸件在车身面板中的应用。

底盘

     当前,铸造或锻造镁合金车轮已被用于许多高价位的赛车或高性能跑车。然而,相对较高的成本和镁合金车轮潜在的腐蚀问题阻止其在大批量生产车辆上的应用。

未来,轻量化、低成本的镁合金底盘部件,如轮毂、发动机悬架以及控制臂等零部件的生产将依赖镁合金铸造工艺的大力提高,已经在铝合金轮毂和底盘部件上开发的各种铸造工艺经过改造后可以成功适用于镁合金。此外,低成本、耐腐蚀涂层和新的具有抗疲劳和高冲击强度的镁合金开发也都将加速镁合金在底盘上的应用。

动力总成

      动力总成的大部分铸造件如发动机缸体、汽缸盖、传动箱、油底壳等是由铝合金制成。目前,北美生产的皮卡和SUV已经镁合金变速器,大众和奥迪的镁合金手动变速器也在欧洲和中国大批量生产。

当前,通过对镁强化的发动机原型进行的测功仪试验已经取得了有效的进展,这就意味着未来在动力系统中会有更多镁合金得到应用。

镁合金在推广应用中主要挑战。耐腐蚀性差、成本和废品率高是镁合金普及的拦路虎。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。中国汽车工业协会顾问杜芳慈说,镁是一种很活泼的元素,耐腐蚀性很差,我国在镁合金零部件抗腐蚀性方面的技术能力要差一些。另外镁在加工过程中,容易发生燃烧,存在安全生产问题。生产现场需要严格地管理来保证安全生产。

随着城市化进程的加快,能源变得越来越短缺、环境污染越来越严重,节能减排成为关乎国计民生的重要事件。无论是传统汽车,还是新兴的新能源汽车都注重车身轻量化设计,以达到节能环保的目的。

汽车用镁合金蓬勃崛起,同时镁合金压铸工艺日渐成熟,应用范围不断扩大,大型镁合金压铸汽车零部件将推动汽车轻量化的进程。

 

本文来自:压铸周刊

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