镁合金在汽车领域中的应用一镁合金在汽车领域的应用背景和发展现概要VIP免费

万方数据万方数据一画‰黼出的优点,由于比强度高,因此可以在相同质量下获得较高的强度,而且阻尼性能良好并具有很高的抗冲击韧性,尤其适用于制造经常承受冲击的部件。如转向轴经常承受较大的扭矩,座椅架和轮毂长时间承受冲击,采用阻尼性良好的镁合金后,既减轻了汽车的自重,又提高了汽车行驶过程中的平稳性和安全性。到目前为止,已经开发和应用的镁合金汽车部件如图2所示,在汽车上得到广泛运用,特别是在高档轿车和“特殊用途的车辆”中。大排量汽车中的用镁量也呈增长态势。在跑车、厢式车、SUV等车型中,虽然镁制件的成本较高,但由于其质量轻,能够抵消成本高的缺点。图2已经开发和应用的镁合金汽车部件目前镁合金在汽车工业上的应用状况是,每辆车在0.5~17kg之间变化,平均使用量是每辆车3kg。德国大众汽车公司帕萨特车目前用镁量为14kg,占车重的1%,不久将可能增至30~50kg。镁合金在大众公司的汽车上主要应用是在驱动设备和内部结构件上。随着技术的发展,镁合金结构件应用的数量将会增加。奥迪A6轿车单车的镁合金压铸件总用量目前已达14.2kg,其未来的目标是将单车的镁合金总用量增至50"-"80kg。美国通用和福特汽车公司预计在今后的20年内每辆汽车的镁合金用量将从目前的3kg提高到100kg。2004年4月,大众汽车公司首次正式推出了新研制成功的超级经济型轿车,属于迷你型,其燃油效率达到了每百km耗油少于lL。该车型也是大众公司“甲壳虫”车型的延伸产品。它的原材料采用镁合金和碳纤维制成,该车的最高时速可达120km;整车框架由金属镁制成,镁框架外裹有用于加强的塑料表皮。●36I2007.第4Wl3.1汽车行业常用镁合金材料压铸镁合金材料应用于汽车零部件,约占整个需求量的l/3~1/4。结构用镁合金根据不同的用途,有时添加Al、Zn等元素,大致上分为Mg-AI系和Mg-Zn系两类。与铝合金相同,可采用铸造(砂型,模具,压铸,挤压,轧制,锻造等方法成形。按照ASTM标准,汽车行业使用最多的铸造镁合金是代号为AZ91的镁合金材料,它主要由Mg、Al、Zn三种元素组成,其中铝质量分数为9%,锌质量分数为l%。AZ91是具有代表性的力学性能、耐腐蚀性和铸造性能均良好的镁合金。近年来开发出的AZ9lD、AZ91E、AZ91HP等高纯耐腐蚀镁合金,利用注射成形工艺制造汽车结构用零部件,使其性价比有了很大的提高,且零件表面细腻,并形成呈环状的Mg-AI金属化合物,提高了耐腐蚀性。德国大众公司的Vwpassat轿车的变速箱壳体就首次批量采用AZ91HP材料制造。此外,还有新开发的AM50、AM60等铝镁合金材料,具有优异的延展性,也多采用压铸工艺制造汽车车身结构零部件,如整个车门部件可采用AM60真空压铸而成。AM50、AM60也可以用来制造气胎的转向轮芯等。目前汽车用镁合金的大致成分和一般性能见表l所列。ZA91D(Mg-9AI-0.7Zn-0.2Mn和AM60B(Mg-6A1-0.2Mn是室温应用的压铸镁合金。AZ91D常用于离合器支架、转向盘轴凸轮盖支架等,AM60B常用于座位支架和设备仪表板。AS4IA过去常用于空冷型汽车发动机的曲轴和风扇套及电机支架,最近GM公司用于叶片定子和离合器活塞。表1汽车用镁合金的成分和性能厶厶大致成分屈服强度抗拉强度伸长率冲击韧性。斑(%IdPaMPa(%J汽车上使用的镁压铸件对减轻质量和提高性能的影响是十分显著的。大众汽车公司的变速器用镁合金铸件,质量减轻4.5kg;丰田汽车的方向盘加装安全气囊后质量增加,采用AM60B镁合金压铸件后,质量比过去的钢制品、铝制品分别减万方数据镁合金在汽车领域中的应用(一——镁合金在汽车领域的应用背景和发展现状胡斌等少了45%和15%,并减少了转向系振动;奔驰公司用AM20和AM50的压铸座椅架,质量比过去的冲压一焊接钢结构件也大大减少;通用EVl型车用镁制仪表板将20个冲压及塑料零件组合成一个压铸件,不但减少3.6kg,而且增加了刚性,减少了装配工作量;福特公司用镁合金AM60生产车座支架安装在微型货车上,取代钢制支架,使座椅质量从4kg减为lkg;而用AZ91DN作锁套,比用锌减少质量75%;其卡车离合器壳改用AZ91D镁合金压铸件不但无大气腐蚀问题,且耐海水腐蚀性也比铝合金壳体好,延长了使用寿命。3.2国外镁合金在汽车上的应用汽车生产制造厂商利用镁合金来减轻汽车重量,已有70多年的历史。德国大众汽车公司是最早在汽车上大规...