壓鑄件在汽車輕量化中能普及嗎

轎車輕量化和智能化已成為全球轎車產(chǎn)業(yè)技能開展新趨勢。近年來，跟著全球節(jié)能減排壓力和開展趨勢,各國紛繁制定嚴(yán)厲的乘用車燃料消耗量規(guī)范法規(guī)，對乘用車燃料消耗量及對應(yīng)的CO2排放提出更加嚴(yán)厲的要求，轎車的輕量化更是世界轎車的開展趨勢。尤其是我國，到2020年轎車燃油消耗降幅顯著大于其他，燃油排放壓力更大，下降轎車整車分量是轎車輕量化有用途徑。

轎車輕量化便是為轎車“減肥”，在確保穩(wěn)定進步功能的基礎(chǔ)上，節(jié)能化規(guī)劃各零部件，繼續(xù)優(yōu)化車型。實驗證明，若轎車整車分量下降10%，燃油功率可進步6%~8%；轎車分量下降1%，油耗可下降0.7%；轎車整備分量每削減100千克，百公里油耗可下降0.3~0.6升。

輕量化，零部件,輕量化

轎車的輕量化趨勢

清華大學(xué)歐陽明教授代表節(jié)能與新動力轎車開展戰(zhàn)略咨詢委員會曾對節(jié)能和新動力轎車技能路線圖的內(nèi)容進行了發(fā)布，該路線圖提出的輕量化技能開展思路，首要分三個階段完成轎車逐年減重。

階段為2016年~2020年，完成整車較2015年減重10%。重點開展超高強度鋼和先進高強度鋼技能，包括資料功能開發(fā)、輕量化規(guī)劃方法、成型技能、焊接工藝和測試點評方法等，完成高強度鋼在轎車運用份額到達50%以上，展開鋁合金板材沖壓制作技能研究并在車身實踐，研究不同資料的連接技能。

第二階段為2021年~2025年，完成整車較2015年減重20%。以第三代轎車鋼和鋁合金技能為主線，完成鋼鋁等多種資料混合車身，全鋁車身的大范圍運用，完成鋁合金覆蓋件和鋁合金零部件的批量出產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化運用，同時加大對鎂合金和碳纖維復(fù)合資料零部件出產(chǎn)制作技能的開發(fā)，添加鎂合金和碳纖維零部件的運用份額，單車用鋁量到達350kg。

第三階段為2026年~2030年，完成整車較2015年減重35%。重點開展鎂合金和碳纖維復(fù)合資料技能，處理鎂合金及復(fù)合資料循環(huán)再利用問題，完成碳纖維復(fù)合資料混合車身及碳纖維零部件的大范圍運用，突破復(fù)雜零件成型技能和異種零件連接技能。單車用鎂合金到達45kg，碳纖維運用量占車重5%。

據(jù)統(tǒng)計，2016年，在我國出產(chǎn)的單車鎂合金用量只有7.3kg,與2030年單車鎂合金用量方針45kg還有巨大差距，鎂合金在未來轎車輕量化運用商場廣闊，潛力無限。

鎂合金功能及優(yōu)點

密度低

壓鑄鎂合金的密度僅為鋁合金的2/3，鋼鐵的1/4，比強度和比剛度均優(yōu)于鋼和鋁合金，遠高于工程塑料，因此壓鑄鎂合金是一種優(yōu)良的在許多運用領(lǐng)域內(nèi)可與上述資料競爭的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)資料。

吸振性好

有利于減振和降噪，例如在35MPa的應(yīng)力水平下，鎂合金AZ91D的衰減系數(shù)為25%,鋁合金A380僅為1%。在100MP應(yīng)力水平下，鎂合金AZ91D、AM60、AS41分別為53%、72%和70%，鋁合金A380則僅為4%。

尺度穩(wěn)定性高

使鎂合金壓鑄件因環(huán)境溫度和時刻變化所造成的尺度不穩(wěn)定減小。

熱導(dǎo)率高

鎂合金熱導(dǎo)率(60～70W/m-1 K-1），僅次于鋁合金(約100～70W m-1 K-1），故熱擴散性良好。

無磁性，可用于電磁屏蔽。

耐磨性好

鎂合金還具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，用于殼體能夠下降噪聲，用于座椅、輪轂?zāi)軌蛳鳒p振蕩，進步了轎車的安全性和舒適性。鎂合金分量輕、吸震功能強、鑄造功能好，自動化出產(chǎn)能力和模具壽數(shù)高、尺度穩(wěn)定，作為輕的工程資料，鎂合金不僅是適合鑄造轎車零部件的資料，也是有用的轎車輕量化資料。

鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)現(xiàn)狀

轎車輕量化開展，使鎂鋁等輕合金鑄件的需求量逐年添加。自1990年以來，轎車用鎂正以年均20%的增加速度迅速開展，鎂合金已成為轎車資料技能開展的一個重要領(lǐng)域。壓鑄鎂合金資料以其可循環(huán)利用和少無切屑工藝的先進性，特別適合循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能低碳及清潔出產(chǎn)要求，在轎車向輕量化開展的進程中占主導(dǎo)地位。各大轎車零部件制作商積極把握開展時機，紛繁投入到鎂合金轎車壓鑄件的出產(chǎn)研制中來。據(jù)《我國鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)分析報告》數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，2015年，我國鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)需求量到達14.9萬噸，同比增加23.12%。現(xiàn)在，國內(nèi)外各轎車企業(yè)正致力于研究占車重份額大的車身(約30%)、發(fā)動機(約18%)、傳動系統(tǒng)(約15%)、行走系統(tǒng)(約16%)、車輪(約5%)等鋼或鋁零部件的鎂合金化。

結(jié)合我國出產(chǎn)的單車鎂合金運用量來看，2017年我國鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)商場容量將達22.9萬噸，到2022年商場容量將達66萬噸，年均復(fù)合增加率將到達23.5%。

全球轎車單車用鎂量較低，轎車用鎂合金需求擴張潛力微弱。一直以來，高強度鋼、鋁合金、工程塑料等輕量化資料廣泛運用于轎車及轎車零部件制作的各個方面，而鎂合金鑒于種種原因沒有得到大力推廣和運用，鎂合金現(xiàn)在首要運用在外表盤支架，轉(zhuǎn)向支架，發(fā)動機罩蓋、方向盤、座椅支架、車內(nèi)門板、變速器外殼等方面。現(xiàn)在，北美區(qū)域每輛轎車運用鎂合金3.8kg，日本為9.3kg，歐洲PASSAT和Audi A4上每輛車運用鎂合金到達 14kg，而國產(chǎn)轎車每輛用量平均僅 1.5kg。

鎂合金在轎車輕量化中詳細運用

轎車內(nèi)部結(jié)構(gòu)

盡管鎂合金耐腐蝕性差，可是關(guān)于轎車內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，防腐不是首要考慮的問題，因此鎂合金在轎車內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到了比較廣泛的運用，尤其是在外表盤和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)中。據(jù)悉，支鎂合金外表盤支柱是由通用公司在1961年壓鑄出產(chǎn)，比運用鋅合金壓鑄出產(chǎn)的同樣部件節(jié)省了4kg資料。過去十多年間，選用鎂合金壓鑄的外表盤支柱取得了極大發(fā)展。

鎂合金在座椅上運用始于1990年代的德國，首要是奔跑公司在　SL Roadster中運用了鎂壓鑄出產(chǎn)的帶有三點安全帶的座椅結(jié)構(gòu)。與鎂合金在外表盤上的運用情況類似，近幾年，選用鎂合金規(guī)劃、制作的座椅也經(jīng)歷了一個顯著進步的進程。現(xiàn)在選用鎂合金的座椅結(jié)構(gòu)薄能夠到達2mm，大大減輕了分量。盡管其他資料如高強度鋼、鋁、復(fù)合資料等也得到運用，可是專家猜測，鎂合金未來將會成為轎車座椅部件輕量化和具有本錢效益的一個首要資料。

車身

鎂合金在車身運用中受限，可是也得到了整車廠的運用。通用轎車在1997年引入C-5 Corvette時，運用了整片鎂合金壓鑄的車頂結(jié)構(gòu)，此外，鎂合金也被運用在凱迪拉克XLR敞篷車的可彈性硬頂敞篷車頂和頂部結(jié)構(gòu)，福特F-150貨車和SUV也運用了有涂層鎂鑄件作為散熱器的支架。在歐洲，群眾轎車公司和奔跑已率先完成了薄壁鎂合金鑄件在車身面板中的運用。

底盤

當(dāng)時，鑄造或鍛造鎂合金車輪已被用于許多高價位的賽車或高功能跑車。然而，相對較高的本錢和鎂合金車輪潛在的腐蝕問題阻撓其在大批量出產(chǎn)車輛上的運用。

未來，輕量化、低本錢的鎂合金底盤部件，如輪轂、發(fā)動機懸架以及控制臂等零部件的出產(chǎn)將依靠鎂合金鑄造工藝的大力進步，已經(jīng)在鋁合金輪轂和底盤部件上開發(fā)的各種鑄造工藝經(jīng)過改造后能夠成功適用于鎂合金。此外，低本錢、耐腐蝕圖層和新的具有抗疲勞和高沖擊強度的鎂合金開發(fā)也都將加速鎂合金在底盤上的運用。

動力總成

動力總成的大部分鑄造件如發(fā)動機缸體、汽缸蓋、傳動箱、油底殼等是由鋁合金制成。現(xiàn)在，北美出產(chǎn)的皮卡和SUV已經(jīng)鎂合金變速器，群眾和奧迪的鎂合金手動變速器也在歐洲和我國大批量出產(chǎn)。

當(dāng)時，通過對鎂強化的發(fā)動機原型進行的測功儀實驗已經(jīng)取得了有用的發(fā)展，這就意味著未來在動力系統(tǒng)中會有更多鎂合金得到運用。

鎂合金在推廣運用中首要應(yīng)戰(zhàn)

耐腐蝕性差、本錢和廢品率高是鎂合金遍及“攔路虎”。

鎂合金制作轎車零部件確實存在壓鑄本錢高、廢品率高、存在安全出產(chǎn)隱患等問題。我國轎車工業(yè)協(xié)會參謀杜芳慈說，鎂是一種很活潑的元素，耐腐蝕性很差，我國在鎂合金零部件抗腐蝕性方面的技能能力要差一些。別的鎂在加工進程中，容易發(fā)生焚燒和爆炸，存在安全出產(chǎn)問題。出產(chǎn)現(xiàn)場需要嚴(yán)厲的辦理來確保安全出產(chǎn)。

跟著城市化進程的加速，動力變得越來越短缺、環(huán)境污染越來越嚴(yán)峻，節(jié)能減排成為關(guān)乎國計民生的重要事情。無論是傳統(tǒng)轎車，仍是新興的新動力轎車都十分注重車身輕量化規(guī)劃，以到達節(jié)能環(huán)保的意圖。

轎車用鎂合金蓬勃崛起，同時鎂合金壓鑄工藝日漸成熟，運用范圍不斷擴大，大型鎂合金壓鑄轎車零部件將推進轎車輕量化的進程。