镁合金在现代汽车应用(奥迪为例)解剖
镁合金在汽车工业中的应用分析
汽 车 轻 量 化 对 节 能 减 排 的 作 用 明 显． 报 据 道ｒ ， 车体 重量每 减少 １０ｋ ， ０ ｇ 百公 里油 耗可 减少 ０ ７Ｌ 每节 约 １Ｌ燃 料可减 少排 放 Ｃ ２ ． ， 排 ． ． Ｏ ２ ５ｇ 年
放 量减少 ３ 以上 ． Ｏ 汽车 重 量 的减轻 还 可 以减 少刹
有 优异 的 回收再 生 利 用 的特 性 ， 循环 使 用并 不影 其
响材料 的性 能 ， 再 生 熔 解 时 的能 耗 比新材 料制 造 且 所消 耗 的能源少 得 多 ， 为从 矿 石 冶炼 能 耗 的百分 仅 几［ ， 有利 于环保 及资 源节约 ． ３更 ］ 镁 合金 虽然具 有 上 述 优 点 ， 从 成本 上 看仍 然 但
ｋ／ ｇ 比较低 ， 固速度 快 ， 力学 黏度 低 ， 造 充 Ｊｋ） 凝 动 铸
型性好 ， 其 切 削 加 工 速 度 可 以 比 铝合 金 高 ２ ４ 且 ～
倍， 加工 能量 仅 为 铝 合 金 的 ７ ［ 等 ， 以镁合 金 Ｏ ６ 所
具有 良好 的铸造 性能及 加工性 能． 此外 ， 镁合 金还具
方面 ， 用于结 构件 的一 般 以 ＡＺ系 和 Ａ Ｓ系为 主 ， 而
ＡＭ 系镁合 金 主要用 于装 饰 零 件． １为典 型 汽车 表
用于壳体可 以降低 噪声 ， 于座 椅 、 毂可 以减 少振 用 轮
收 稿 日期 ：０ ０ ０ —０ ２ １ — ３３
作 者简 介 ： 军 （９ ５ ） 男 ， 西 玉 林 人 ， 士 ． 陈 １６ 一 ， 广 硕
镁合 金 在 汽 车工 业 中的应 用 分 析
陈 军
（ 州 有 色 金属 研 究 院 ， 东 广 州 ５ ０ ５ ） 广 广 １ ６０
【精品】镁合金在汽车行业的应用
【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
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。
金属镁的用途剖析
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。
轻量化材料镁合金在汽车上的应用
用。失效产品或废料进行回收利用也可降低成本。
ｆ Ｖ 性能优 良。镁有极好的阻尼减振性能 ，可 ． Ｈ Ｎ
吸 收振 动和 噪声 ，有效 降低运 行 时的 噪声 。
１ 镁合金扩大应 用的必然性
目前 ，在汽车 中镁型材 、变形 镁合金 的应用较
少 ，便 于 物流 、生 产和 质 量 管理 ， 更容 易 控 制质 量 ， 有效 降低 成 本。 ｅ绿 色环 保 。镁 合金 材 料 可 以百 分之百 地 回 收利 ．
取轻量 的汽车布置形式和总成部件结构形式 ，整车或 零部件小型化及车身结构尺寸、形状优化和拓扑优化 等 ） 、新材料 （ 包括铝、镁、高强度钢、塑料及非金 属基复合材料、碳纤维材料 ） 和新工艺 （ 包括激光拼
２ 典型镁合金汽车零部件
随着镁合金汽车零部件的开发 ，镁合金在汽车上
的应用特点如下。
ａ由体 积 小 的零件 向大 的零 件过 渡。 ．
ｂ 由结构 简单 的零 件 向复 杂件 过渡 。 ．
ｂ尺寸精度高、稳定性好。采用整体压铸 生产工 ．
艺 ，尺寸公差控制在０５ ｍｍ以内，从而保证尺寸的 ． 精度 与稳定性 ，能很好地解决 目前钢零部件的干涉、
栅
程 睡 胃
轻量 化材 料镁合金在汽 车上 的应 用
摘要 ：汽车节 能减 排 的途 径有很 多 ，其 中汽车轻量 化最 为大家关注 。在轻量 化手段 中 ，镁合金
轻质材 料 的应 用是最 有效途径 之一。本 文主要介 绍轻金 属材料镁合 金在转 向盘 骨架 、仪 表板横梁 、 变速器 壳体 、座椅 骨架 等零部件 上 的应 用。
ｃ设计灵活。开发产品的时候 ，局部需加强刚度 ．
镁合金在汽车轻量化上的应用前景解析
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。
镁合金在汽车行业中的应用
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７年中目汽车摩托车月镁目际＊讨々ｉ集
采用新的夺间构架式结构方法设计的镁合金仪表盘托架，可以｝Ｅ传统镁合金仪表盘托架的蘑量减少２５％ 以上，而理论上连可以减少到４５％。
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２汽车前端： ２００３年Ｆｏｒｄ公司在Ｆ １５０型汽车上首次使用了压铸镁台金前端。（如图ｄ所示
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７年中国汽车摩托车用镁国际研讨会文集
镁合金在汽车行业中的应用
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力铭：＇‘出翻％Ｅ《Ｉ，由，幺ｌ‰
ｄｌｌ－ｌｔｌｒ：新一代的汽车．要求对乘客提供更好的保护和拥有更高的安全性能．并且具鲁曼为兜善的车 戢电子秉统。遣些导藏新一代泡车的重量－，Ｋ昕增加。但是备田政府却纷纷趣过减少＝瓤化碳排放和石化 产晶消耗的相关法律。为了抵诮由于汽车ｔ量增加而引起的排放问题．０ＥＭ生产厂家们需要在满足新一 代汽车安全性能要求的同时．采用轻音金和相关技术以减少零部件的重量。
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３座椅框架
采用铸造镁台金座椅框架町以进步减少了车体的重量。美洲豹汽车的Ｓ和ＸＪ系列都采用了镁台 盒盼座｝奇靠背和鹰接桃絮。这种铸造设ｉ｛ｔ，町以使得一个铸件往两种型譬上通川，同时还可以对每种型 号采取不同修整标准。
刚７座椅趣Ｉ ４ｋｇ
脒椅靠背１．６ｋｇ
美洲豹，Ｉ＾‘的鹿椅概架通过了所ｙｊｉｑ，．１ ｒ棚４试．也括侧面高变形ｌ最ｉｑ，．１ｉ，｝ｎ对速３０ ｉｎｐｈ的后方ｉｑ＇ｄｉ （图８）。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
镁合金在现代汽车应用（奥迪为例）解剖
奥迪是全球汽车行业内轻质结构的先驱。
1994 年，采用奥迪空间框架结构（ASF）的首辆奥迪A8 从装配线上下线，从此以后，奥迪不断生产全铝车身
轻质汽车，一路走来定期推出亮点产品。
轻质结构绝非一个单独的原理，而是一条哲学理念，是一个涵盖车辆所有方面的一体式方法。
除了车身，传动系、底盘、乘客舱和电气系统均能对减重发挥重要作用。
这种作用有时候仅有数十千克，有时候仅有几克。
但是每一克都意义重大。
近年来，奥迪使用铝螺钉连接发动机和变速箱，减重0.6 千克。
使用镁打造整个变速箱壳体比铝节省4.5 千克重量。
奥迪A8 4.2 TDI 上，一个由镁制成的通道横梁首次应用于变速箱轴承上。
与具有相同部件稳定性和硬度的铝制部件相比，重量减轻了
0.76 千克在很多奥迪车型上，车辆部件完全或者主要由铝制成。
例如，在紧凑型A3 中，副车架、控制臂和前悬架的枢轴承的总重量仅为14.4 千克。
如果由钢制成，重量要多5.9 千克。
所有奥迪车型均装配铸铝转向齿轮外壳。
相比前代车型，A8 的制动助力器重量减轻了30%。
TT 车型中的每个铝制制动器盖板仅重149 克，比相应的钢制盖板减重一半。
奥迪顶级车型中提供的每个大型碳纤维陶瓷制动盘比钢制制动盘轻5 千克。
减重部件对比在TT 轿跑车、A3 Cabriolet 和A5 Cabriolet 车型中，后排折叠座椅的后背由高级塑料制成。
部件仅重2.5 千克，仅为钢制座椅靠背的一半。
奥迪方向盘标配的带集成式减震器的镁制方向盘框架减重约0.4 千克。
A5 Cabriolet 敞篷车顶部末端有一个高压铸造的镁盘，重量比同类铝部件轻1.5 千克。
很多车型中使用一种新型声音塑料膜使得玻璃变得更薄，重量减轻了2.4 千克，具有增强的声音属性。
轻质结构的其他目标区域为电气系统和电子装置。
A8、A7 Sportback 和新款A6 中的蓄电池电缆并非由铜制成，而是由铝制成，减轻了很多重量。
车载电气系统的很。