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环保节能成时尚 镁合金助推汽车轻量化优势突出

日期:2011-1-20 16:41:49

     新闻导读:当前,由于环保和节能的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。汽车轻量化的途径很多,其中采用铝、鎂轻质材料是汽车轻量化重要措施。
    汽车轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会降低将近一半。
    重庆大学材料科学与工程学院、国家镁合金材料工程技术研究中心教授龙思远日前在一次报告中指出,镁合金以其丰富的资源、可回收再生、高比性能、优异压铸公益性、良好切削加工性、阻尼减振和再生循环等突出性能,正重新在汽车轻量化结构材料领域发挥越来越令人瞩目的作用,并且随着镁压铸循环经济技术和镁冶金新技术的进步,镁合金压铸件生产的利润空间将打开,镁会在追求轻量化和性价比的结构材料领域得到越来越广泛的应用。
   

    汽车用压铸件镁合金优势突出
    镁的密度约为铝的三分之二,在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好,很适合制造汽车零件。镁合金大部分以压铸件的形式在汽车上应用,镁压铸件的生产效率比铝高30%~50%。新开发的无孔压铸法(Pore Free Diecast)可生产出没有气孔且可热处理的镁压铸件。
    据世界铝业协会提供的数据,汽车自重减轻10%,其燃油效率即可提高15%,其燃油消耗便可降低6%~8%,这同时也意味着汽车排污量的降低。因此,减轻汽车自重,是提高汽车的节能性和环保性最有效的办法。在各类可用于汽车轻量化设计的金属材料中,钢的密度为7.8g/cm3,铝的密度约为钢的三分之一,约为2.7 g/cm3,是应用最为广泛的轻量化材料;而镁合金的密度大约为铝的2/3,约为1.74 g/cm3,在实际应用中是最轻的。镁合金是当前最理想最轻的金属结构材料,因而成为汽车减轻自重以提高其节能性和环保性的首选材料。
    与传统的锌制转向柱上支架相比,镁制件降重65%;与传统的钢制转向轮芯相比,镁制件降重45%;与全铝气缸盖相比,镁制件降重30%;与传统的钢制冲压焊接结构制动踏板支架相比,整体的镁铸件降重40%,同时其刚性也得以改善。

1:镁、铝、塑料汽车材料性能比较

材料

塑料

尺寸精度

±0.001

±0.002

±0.002

最小壁厚

1-1.5

2-2.5

2-3

铸造周期

1-1.4

1.4-1.6

1

模具寿命(万次)

25-30

10-15

50

加工性能

焊接性能

优良

表面处理

优良

回收性能

    在镁合金的铸造工艺特性上,金属镁的沸点相对较低,这样使得熔化浇注温度大大降低;从金属镁的物理属性看,其高温化学性质活泼,在保护环境下更易熔炼、浇注;镁的强制流动能力极强,这也极易实现复杂型腔的充填;另外,镁合金阻尼减震降噪性能优异,适合吸能结构的应用;镁合金还具有比强度和比刚度均高、导热导电性能好、阻尼减震性和电磁屏蔽性都很强、易于加工成型、废料易回收等特点。因为镁合金有上述优点,所以镁合金的应用适应了全世界对汽车安全、节能和环保要求越来越高的趋势,受到了汽车制造企业的高度重视。
汽车用压铸件镁合金范围广泛。
    不止在汽车动力系统,镁合金可以充分发挥其减重、节能、提高性能以及提高刚度和强度、减振降噪的优势之外,在汽车的内装结构以及汽车的行驶系统中,镁合金同样发挥着巨大的优势。
    镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋。在汽车上试用或应用镁合金的实例还有离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速箱壳体、发动机悬置、气缸盖和气缸盖罩盖等。

2:部分汽车厂家镁合金零件应用效果图

零件名称

应用优点效果

应用厂家

变速箱壳体

减重、降噪、刚度好

大众、福特

罩盖

减重、成型性好、扭转刚度好

通用、福特、克莱斯勒、宝马、丰田、本田

车身前盖

减重、降噪

Mossner AG

整体仪表板

减重、韧性好、集成化、设计简化

通用、奔驰、克莱斯勒、菲亚特

座椅骨架

减重、吸震、安全

菲亚特

车门框支架

减重、吸震

丰田、英国Wagon公司

方向盘

减振、吸震、安全

丰田、福特

轮毂

减重、吸震

克莱斯勒、法拉利



 

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