【精品】镁合金在汽车行业的应用

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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。

“九五”期间，北京有色金属总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心和东风汽车公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“轿车铝、镁合金新材料及铸造生产技术的应用研究”专题子项“镁合金材料在轿车上的应用研究”，目前对镁合金零件的使用性能的检验已完成，下属东风电子科技汽车制动系统公司正在进行批量化生产扩展。

1999年，清华大学与力劲公司联手创立了“清华-力劲压铸高新技术研究中心”，旨在实现进口镁合金压铸设备国产化，开发汽车、计算机等行业镁合金零部件的生产新工艺，为镁合金大规模的应用提供装备与技术保障，目前已迈出了可喜的一步，实现了镁合金压铸机关键进口部件的国产化，具备了向国内企业提供镁压铸装备的能力，现在已经制造出了160-3000吨冷、热室两大系列共10多款机型，而且压铸机的自控精度已与国外压铸机相当，使生产高质量的镁合金压铸件成为可能
2001年8月，我国将"镁合金应用与开发"列为国家计委和科技部联合下发的"十五"国家科技发展规划中材料领域的重点任务，同时"镁合金应用开发与产业化"作为十五计划的第一批项目正式启动。

项目正式启动后一年多时间内，共投入国拨经费4100万元，吸引各方面资金近６亿元；全国共有21个省市自治区的４个研究院所、７所高校、20家企业直接参与了项目实施。

按照科技部在“镁合金应用开发及产业化”方面的总体战略部署，目前取得了显著的阶段性成果，初步建立了镁合金技术研发到产业化试点的技术研发体系，突破了一批前沿核心技术和产业化关键技术，在全国建立了一批产业化示范基地。

3、现阶段在汽车零部件制造商中的应用状况
随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施，中国汽车工业在此项目中受益良多，效果明显，不少企业取得了相当的进展。

下面列举几家具有代表性的厂家作一概括性的介绍。

3.1、镁合金在一汽汽车上的应用
“镁合金在一汽汽车上的应用”专题由中国第一汽车集团、吉林大学、沈阳工业大学共同承担。

三个单位科研人员全力协作、紧密配合，开展了大量的研究工作，取得了可喜进展。

2002年初，一汽启动镁合金前导工程项目，购置了力劲集团生产的630吨镁合金压铸成套设备，前期试制了气门室罩盖、变速箱上盖、发动机油封镁合金压铸件，气门室罩盖已经装车试验。

目前完成了至少三套模具制造，另外几种零件正进行产品设计，即将全面进入批量生产阶段。

3.2、镁合金在东风汽车上的应用
东风汽车公司以镁合金变速箱上盖的产业化应用为重点突破对象，完成了10万次规范的台架试验，并顺利通过考核。

2002年底，东风公司成功引进力劲DCC高性能镁合金冷室压铸机成套设备，打通了批量加工生产线，实现了变速箱上盖批量压铸生产；并对变速箱上盖防腐处理进行了针对性研究，制定了防腐处理措施和方案；在此基础上初步制订了压铸镁合金材料技术条件和镁合金变速箱上盖零件技术标准，构成了产品质量体系的重要基础。

东风集团以东风公司镁合金应用研究中心为依托，初步构筑设计、材料、工艺开发体系框架。

在对已装车的真空助力器中间隔板、左右脚踏板的应用情况进行了跟踪，显示目前的使用情况非常良好。

2003年底，为完善镁压铸生产基地，对配套设备进行了招标采购，并再次签署了力劲DCC庞大高性能镁合金精密冷室压铸机成套设备购机合约，用以生产庞大镁、铝汽车零配件，初步形成了批量压铸能力。

3.3、镁合金在长安汽车上的应用
2002年底，长安公司成功引进力劲DCC高性能镁合金冷室压铸成套设备，完成了多项试制任务并顺利实现了变速箱左右盖的批量压铸生产。

3.4、上海乾通汽车附件有限公司
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变速箱壳体，是较早生产镁合金压铸件的企业之一，目前已具备了批量生产镁合金压铸汽车零部件的能力。

3.5、天津六合镁制品有限公司
天津六合公司为跨国集团百利得（BREED）公司下属专业生产镁合金压铸汽车零部件的企业，于2003年初引进力劲DCC高性能镁合金冷室压铸成套设备在天津建厂，实现了汽车方向盘的批量压铸生产，并于当年再次签署了2台力劲DCC高性能镁合金冷室压铸成套设备扩大生产规模以适应市场之需。

3.6、泛亚欧宝（深圳）金属制品有限公司
泛亚欧宝金属制造（深圳）有限公司是由三家外资公司投资的全资外资企业，于2002年8月份筹建公司，2003年3月份正式投产。

现有香港力劲集团制造之镁合金压铸生产设备三套（DC,、DC、DCC各一套），已形成镁合金压铸件240万件的年生产能力。

泛亚欧宝公司现在的主要客户包括德国大众汽车，美国通用汽车，香港TTI，德国Autoliv等公司，主要生产产品为安全带导扣、安全气囊壳体、曲轴箱壳体、汽车点火钥匙支座、油门支架等等。

3.7、其它
除上述公司之外，在国内还有其它公司也在进行镁合金压铸汽车零配件的生产，如南京华宏公司、杭州富春镁业、石家庄久乐公司等都在专业压铸生产镁合金汽车零配件；另
外，重庆镁业公司、东莞镁达公司、北京首特钢公司、南京云海公司等等非汽车配件专业制造商也都有镁合金汽车零配件订单在做。

4、结束语
未来汽车技术的发展趋势可以概括为“三化”，即轻量化、电子化和计算机信息化。

所谓轻量化，是指采用高新技术开发的新材料，以减小汽车整备质量。

能够使汽车实现轻量化的新材料主要是指：用轻质的有色金属材料取代钢、铁、铜等，如铝合金和镁合金。

其中铝合金已得到广泛认同和应用，目前奥迪全铝车身、宝马全铝底盘等都已生产出来。

而镁合金是近年来正在兴起的新材料，这是由于镁冶炼技术进一步提高，镁的价格也得以逐渐下降了，而且镁与铝结合后表现出非常好的压铸性能和加工性能。

因此有人预计，全世界对汽车镁合金的需求量每年将递增20%以上。

汽车工业可能采用镁压铸件的场合大致可分成两大类：一类是以镁取代原先以其它材料用作压铸件的领域；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锌压铸件。

虽然这两种材料有同等的铸造特性，但若全面衡量质量与成本因素，选用镁显然更加合理。

例如，点火装置外壳、变速器外壳、进气歧管等，都有成功改用镁压铸件的实例。

此外，镁与硅、锰、锌的合金能在高温下快速降低蠕变张力，这对于要承受巨大机械应力和较高工作温度的发动机缸体，采用镁压铸件也是很理想的。

在北美，一些庞大豪华轿车和小型运输车都已采用单一镁铸件取代了过去组合式钢结构来制作仪表盘座。

镁铸件取代组合式钢结构来制作仪表盘座
近年来，许多种轿车铸件开始采用镁合金，以适应汽车轻量化的要求。

这些镁合金铸件包括：离合器外壳、变速器外壳、变速器上盖、发动机罩盖、转向盘、座椅支架、仪表盘框架、车门内板、轮辋、转向支架、制动支架、气门支架等，甚至还有缸盖和缸体。

60
多种汽车零部件已采用或正在开发应用镁合金。

用
虽然中国为全球最大镁金属生产国，也有如上文中所列举的可喜成绩，但相对来说镁合金汽车零部件制造商到目前为止仍寥寥无几，汽车制造业使用镁合金零部件并不多。

目前，越来越多的汽车零部件制造商意识到镁合金零件的优点，在近几年来，已有多家企业投资建设了镁合金压铸生产线专用于汽车零部件的生产，咨询投资镁合金压铸项目的企业也在不断增多，可以预见，在解决了镁合金材料价格、压铸装备国产化、镁合金汽车零部件开发技术及镁合金零件加工工艺不断成熟后，镁合金在中国的汽车工业上的应用将会迅速增长起来。

————本文摘自《中国镁业》2004年第二期
地址：佛山顺德区容桂四基西滘路47号
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联系人：黎前虎刘祖明先生
作者简介
黎前虎：男，1965年生，湖南人，1985年毕业于湘潭大学机械系，高级工程师，原力劲集团镁合金发展部高级经理、清华-力劲压铸高新技术研究中心深圳基地主任、集团市场推广部经理，现任伊之密精密压铸科技有限公司市场总监，对镁合金压铸技术及压铸品生产关联技术有较为深入、综合的研究，如镁合金压铸工艺、设备、模具技术及安全作业要点，镁合金的熔炼气体保护技术，后加工技术及制品之表面处理研究，镁合金压铸生产线之设计、制造、安装、调试量产，工厂总体规划建设及制造成本之研究等。

在清华-力劲压铸高新技术研究中心深圳基地，带领所属技术人员配合集团开发部门研发出达到世界先进水平的高性能镁合金压铸成套设备，该型镁压铸机获2000年度香港工业奖及2001年度国家级重点新产品；并致力于推动镁合金新材料的产业化应用工作，带领所属技术人员已成功为中国一汽集团、东风汽车集团、重庆隆鑫集团、长安汽车集团、宁夏905集团、以色列OPP公司等建设了镁合金压铸生产线，并完成了力劲集团深圳镁合金出口创汇基地的筹建工作，为我国之镁合金新材料产业化推广做出了积极的贡献。

刘祖明：1995年毕业于贵州大学，工程师，原力劲集团镁合金发展部镁合金技术支援负责人、调研分析部主管，现任伊之密压铸研究院压铸压铸工业信息研究所所长，对镁合金压铸产品的表面处理、后续加工工艺领域有较长时间的研究，曾先后发表了10余篇专业性论文，具有相当丰富的理论与实际经验。

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