镁应用 | 镁合金材料在汽车上的应用

2022-08-01 09:06:32 来源：粤辉煌微弧复合处理

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简介：中国是汽车生产的大国，也是镁生产和镁资源的大国，发展汽车用镁享有得天独厚的条件。镁合金可以用在汽车的哪些部位呢？一起来看看。目前汽车上有70多个零件是由镁合金制造的，其中90％以上为压铸件与铸件，而用得最多的有7种：仪表盘基座及转向管柱、座位框架、方向盘轴、发动机阀盖、进气岐管、车身。

中国是汽车生产的大国，也是镁生产和镁资源的大国，发展汽车用镁享有得天独厚的条件。镁合金可以用在汽车的哪些部位呢？一起来看看。

目前汽车上有70多个零件是由镁合金制造的，其中90％以上为压铸件与铸件，而用得最多的有7种：仪表盘基座及转向管柱、座位框架、方向盘轴、发动机阀盖、进气岐管、车身。

仪表盘基座及转向管柱

仪表盘基座对制造材料的要求：良好的变形性能、质量轻、高的尺寸精度、简化零件结构等，镁合金都能满足这些要求。20世纪80年Audi V8型车，是一个整体压铸件，长1440 mm、壁厚3.5 mm、质量约4.3 kg。与钢件相比，质量减轻了约65％，结构大大简化，它将过去需要30个～60个零件组装的基座集成为一块整体。这种整体式基座可以为“A”型支柱、HVAC(采暖通风和空调)控制器、安全气囊箱、空调器管路、驾驶杆、刹车、离合器踏板及其他零部件提供支撑结构，近期又加上了横梁和速度表、收音机及手套箱支架。

常规车型的转向系统的支架和导向筒以钣金件和圆钢为主，其转向管柱是通过螺栓拧紧在车身骨架上，但由于现在大部分车型的车身支架都是冲压焊接钣金件，会产生一定的焊接变形量，从而导致转向管柱安装在车身骨架上，钣金支架会随车身骨架的变形而发生变形，并使整根转向管柱都随之变形，剩下的部分零部件变形偏离设计位置，从而会产生滑移力偏大，调节发卡和调节异响现象。由于镁合金的刚度极大，不会在安装后随车身支架的变形而产生变形，从而避免了上述现象的产生，全面保证转向系统在整车碰撞过程中，转向管柱可以按照设计的行程和吸能曲线完成整个动态溃缩过程，提供整车碰撞的安全性，并且大大提高了这个转向系统的刚度和频率，而且做到了轻量化设计，其质量较之常规车型原件减轻了5% 以上。

座椅框架

汽车座椅框是可以用镁合金压铸的又一典型零件，因为镁合金具有成型性好、密度小、简化结构效果好等特点，还具有易实现零件集成化、提高抗震性等优点。德国梅赛德斯汽车公司用AM系镁合金压铸座椅框架，由5件镁合金厚壁压铸件装配而成，重仅8．5 kg，比原来的钢框架轻了11.5 kg，即轻了57.5％，之后又研制成功仅2 kg的座椅框架，由一件座底框和一件座背框组成，他们的壁厚仅2 mm-4 mm，组装前不需要进行机械切削深加工。镁合金座椅框架的应用大大刺激了镁应用的发展，以镁取代钢、铝可以取得显著的减重效果与节能减排，并提高了车的抗冲击性能。

驾驶系统

在驾驶系统中加入气袋后增加了其质量，从而影响到车的可操纵性，如果一部分零件改用镁合金制造则可以显著减少质量，提高车的驾驶性能。丰田汽车公司用AM60镁合金压铸方向盘，它的盘芯用AM50镁合金压铸，其他的零件是用AZ91镁合金，整个方向盘的质量减轻45％以上。镁合金具有质量轻、操作性能好、价格合理等优点。

发动机阀盖

汽车发动机阀盖可用铝、镁、钢、塑料等制造。其主要优点：轻量化效益大；可一次压铸成型，深加工费大幅下降；杜绝了漏油，抗蠕变性能高；经久耐用等。

车身结构件

通常，汽车车身的镁合金构件有高压铸造件与挤压材料制造的工件。用高压铸造法生产的车身构件的壁厚仅2.0 mm-2.5 mm，比铝合金的更薄，模具寿命也更长，力学性能也更好。用铝合金和镁合金挤压型材制造的混合结构车门可以减小工件尺寸、降低生产成本；车门也可以整体压铸，采用镁合金整体压铸件制造的轿车遮阳篷，比钢结构框架轻50％以上。1．6 进气歧管与发动机支架发动机支架也是可用镁合金压铸的主要零件，具有明显的减重和吸震效果，获得了广泛的应用。

车轮及其他零部件

车轮、膝垫加强板也可以用AM 60镁合金压铸。菲亚特汽车公司压铸的第二代镁合金车轮仅重5.4 kg，比铝合金的轻28％。

随着环保理念的风靡，对于各行各业而言，绿色技术以及产品的研发是日后工作的一大关键。镁合金是目前社会环境之下最具发展前景的绿色材料。在我国汽车研究过程之中，明确了行业今后的发展方向，即低排放、低污染，节能环保。可以预见的是，在未来很长一段时间之内，镁合金材料的发展速度将急剧提升，世界范围之内各个国家的材料消费量将不断增长，尤世界范围之内各个国家的材料消费量将不断增长，尤其是发展中国家，我国作为世界上最大的发展中国家，镁材料的消费量年增速达到了30%以上，有望成为世界领先区域。此外，站在新能源汽车行业发展的视角来看，压铸行业是镁材料增长的核心，故而我们也要关注该行业的发展。