鎂應(yīng)用 | 鎂合金材料在汽車上的應(yīng)用

2022-08-01 09:06:32 來源：粵輝煌微弧復(fù)合處理

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簡介：中國是汽車生產(chǎn)的大國，也是鎂生產(chǎn)和鎂資源的大國，發(fā)展汽車用鎂享有得天獨厚的條件。鎂合金可以用在汽車的哪些部位呢？一起來看看。?目前汽車上有70多個零件是由鎂合金制造的，其中90％以上為壓鑄件與鑄件，而用得最多的有7種：儀表盤基座及轉(zhuǎn)向管柱、座位框架、方向盤軸、發(fā)動機閥蓋、進(jìn)氣岐管、車身。

中國是汽車生產(chǎn)的大國，也是鎂生產(chǎn)和鎂資源的大國，發(fā)展汽車用鎂享有得天獨厚的條件。鎂合金可以用在汽車的哪些部位呢？一起來看看。

目前汽車上有70多個零件是由鎂合金制造的，其中90％以上為壓鑄件與鑄件，而用得最多的有7種：儀表盤基座及轉(zhuǎn)向管柱、座位框架、方向盤軸、發(fā)動機閥蓋、進(jìn)氣岐管、車身。

儀表盤基座及轉(zhuǎn)向管柱

儀表盤基座對制造材料的要求：良好的變形性能、質(zhì)量輕、高的尺寸精度、簡化零件結(jié)構(gòu)等，鎂合金都能滿足這些要求。20世紀(jì)80年Audi V8型車，是一個整體壓鑄件，長1440 mm、壁厚3.5 mm、質(zhì)量約4.3 kg。與鋼件相比，質(zhì)量減輕了約65％，結(jié)構(gòu)大大簡化，它將過去需要30個～60個零件組裝的基座集成為一塊整體。這種整體式基座可以為“A”型支柱、HVAC(采暖通風(fēng)和空調(diào))控制器、安全氣囊箱、空調(diào)器管路、駕駛桿、剎車、離合器踏板及其他零部件提供支撐結(jié)構(gòu)，近期又加上了橫梁和速度表、收音機及手套箱支架。

常規(guī)車型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的支架和導(dǎo)向筒以鈑金件和圓鋼為主，其轉(zhuǎn)向管柱是通過螺栓擰緊在車身骨架上，但由于現(xiàn)在大部分車型的車身支架都是沖壓焊接鈑金件，會產(chǎn)生一定的焊接變形量，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向管柱安裝在車身骨架上，鈑金支架會隨車身骨架的變形而發(fā)生變形，并使整根轉(zhuǎn)向管柱都隨之變形，剩下的部分零部件變形偏離設(shè)計位置，從而會產(chǎn)生滑移力偏大，調(diào)節(jié)發(fā)卡和調(diào)節(jié)異響現(xiàn)象。由于鎂合金的剛度極大，不會在安裝后隨車身支架的變形而產(chǎn)生變形，從而避免了上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，全面保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在整車碰撞過程中，轉(zhuǎn)向管柱可以按照設(shè)計的行程和吸能曲線完成整個動態(tài)潰縮過程，提供整車碰撞的安全性，并且大大提高了這個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度和頻率，而且做到了輕量化設(shè)計，其質(zhì)量較之常規(guī)車型原件減輕了5% 以上。

座椅框架

汽車座椅框是可以用鎂合金壓鑄的又一典型零件，因為鎂合金具有成型性好、密度小、簡化結(jié)構(gòu)效果好等特點，還具有易實現(xiàn)零件集成化、提高抗震性等優(yōu)點。德國梅賽德斯汽車公司用AM系鎂合金壓鑄座椅框架，由5件鎂合金厚壁壓鑄件裝配而成，重僅8．5 kg，比原來的鋼框架輕了11.5 kg，即輕了57.5％，之后又研制成功僅2 kg的座椅框架，由一件座底框和一件座背框組成，他們的壁厚僅2 mm-4 mm，組裝前不需要進(jìn)行機械切削深加工。鎂合金座椅框架的應(yīng)用大大刺激了鎂應(yīng)用的發(fā)展，以鎂取代鋼、鋁可以取得顯著的減重效果與節(jié)能減排，并提高了車的抗沖擊性能。

駕駛系統(tǒng)

在駕駛系統(tǒng)中加入氣袋后增加了其質(zhì)量，從而影響到車的可操縱性，如果一部分零件改用鎂合金制造則可以顯著減少質(zhì)量，提高車的駕駛性能。豐田汽車公司用AM60鎂合金壓鑄方向盤，它的盤芯用AM50鎂合金壓鑄，其他的零件是用AZ91鎂合金，整個方向盤的質(zhì)量減輕45％以上。鎂合金具有質(zhì)量輕、操作性能好、價格合理等優(yōu)點。

發(fā)動機閥蓋

汽車發(fā)動機閥蓋可用鋁、鎂、鋼、塑料等制造。其主要優(yōu)點：輕量化效益大；可一次壓鑄成型，深加工費大幅下降；杜絕了漏油，抗蠕變性能高；經(jīng)久耐用等。

車身結(jié)構(gòu)件

通常，汽車車身的鎂合金構(gòu)件有高壓鑄造件與擠壓材料制造的工件。用高壓鑄造法生產(chǎn)的車身構(gòu)件的壁厚僅2.0 mm-2.5 mm，比鋁合金的更薄，模具壽命也更長，力學(xué)性能也更好。用鋁合金和鎂合金擠壓型材制造的混合結(jié)構(gòu)車門可以減小工件尺寸、降低生產(chǎn)成本；車門也可以整體壓鑄，采用鎂合金整體壓鑄件制造的轎車遮陽篷，比鋼結(jié)構(gòu)框架輕50％以上。1．6 進(jìn)氣歧管與發(fā)動機支架發(fā)動機支架也是可用鎂合金壓鑄的主要零件，具有明顯的減重和吸震效果，獲得了廣泛的應(yīng)用。

車輪及其他零部件

車輪、膝墊加強板也可以用AM 60鎂合金壓鑄。菲亞特汽車公司壓鑄的第二代鎂合金車輪僅重5.4 kg，比鋁合金的輕28％。

隨著環(huán)保理念的風(fēng)靡，對于各行各業(yè)而言，綠色技術(shù)以及產(chǎn)品的研發(fā)是日后工作的一大關(guān)鍵。鎂合金是目前社會環(huán)境之下最具發(fā)展前景的綠色材料。在我國汽車研究過程之中，明確了行業(yè)今后的發(fā)展方向，即低排放、低污染，節(jié)能環(huán)保?？梢灶A(yù)見的是，在未來很長一段時間之內(nèi)，鎂合金材料的發(fā)展速度將急劇提升，世界范圍之內(nèi)各個國家的材料消費量將不斷增長，尤世界范圍之內(nèi)各個國家的材料消費量將不斷增長，尤其是發(fā)展中國家，我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，鎂材料的消費量年增速達(dá)到了30%以上，有望成為世界領(lǐng)先區(qū)域。此外，站在新能源汽車行業(yè)發(fā)展的視角來看，壓鑄行業(yè)是鎂材料增長的核心，故而我們也要關(guān)注該行業(yè)的發(fā)展。