镁合金在汽车上的应用简介
略论铝合金和镁合金在汽车工业中的应用
略论铝合金和镁合金在汽车工业中的应用近年来,汽车工业大量应用铝合金和镁合金作为其产品的结构材料,以满足自身发展的需要。
20世纪80年代以来,在国际上,汽车结构变化的主要方向是提高使用经济性,而降低燃油消耗、实现轻量化是现代汽车最显著的特征。
因为汽车轻量化的结果会缓和能源需求的紧张状况,减轻环境污染,降低生产综合费用。
作为轻金属,将逐渐增大在汽车工业方面的开发应用,完全符合汽车工业自身当前的发展趋势。
1.铝合金在汽车工业生产中的应用及发展1.1 汽车铝合金铸件的应用国际上,用铝合金代替铸铁制造汽车零件的历史可以追溯到20世纪40年代。
欧洲的汽车生产厂家,例如意大利菲亚特汽车公司研究出用铝代替铸铁制造进气歧管和气缸盖后,因其具有很多优点而开始少量生产。
同时,金属型铸造工艺用于汽车工业产品生产的优点也逐步表现出来。
50年代,澳大利亚引进了英国Alumasc公司的低压铸造技术,用于汽车铝铸件生产。
联邦德国Kartl Schrmiolt公司对低压铸造技术作了进一步改进,用于生产结构复杂的零件,包括戴姆勒-本茨汽车公司的镶嵌铸铁衬套的铝制动鼓。
美国通用汽车公司在Massena铸造厂大量生产Corvair Certainly轿车铝铸件如气缸盖、曲轴箱、发动机后盖及滤清器接头。
60年代以后,以汽车工业为产业支柱的工业国家,将电子、机械制造技术与汽车制造溶为一体,追求高效率的生产方式,因此压铸技术获得了较大发展,压铸工艺成为汽车工业扩大轻金属应用的主要生产手段之一。
同时,也确立了现代汽车(其中主要是轿车)广泛应用铝铸件来减轻自身质量的基础。
总的说来,国际上铝合金逐步应用于汽车工业产品的发展历程主要分为两个阶段:第一阶段应用的产品是气缸盖、进气管、活塞、离合器壳、变速器壳,以及镶嵌铁缸套的铝气缸体;第二阶段开发应用的零件与车辆的安全性能有关,如盘式制动器座、悬臂架、制动鼓、万向节叉以及汽车轮毂。
在国内,汽车用铝铸件始于20世纪30~40年代,主要是制造汽车备件,供当时为数不多的汽车使用,生产量小,生产条件以及工艺技术很差。
镁合金在新能源汽车中的应用
剂,开发了稀十镁合金。在各种稀土添加剂中,Nd的 效果最佳,使镁合金在高温和常温下均获得强化。
与Mg—Al合金、Mg—zn合金相比,Mg与Nd形成的
1999—2008年全球汽下总产量
油7升,则全球汽车年消耗汽油的总量为14亿吨。 可见,汽车是矿物能源的主要消费者之一。因此,对 汽车行业中的节能降耗技术进行革新将在节能减 排上产生显著的规模效应;进一步来看,若是哪个 同家能抓佳新旧能源更迭的机遇,抢先实现本国汽 车行业的转型,将学握新能源时代下汽车行业的土 导权和话语权。 出于能源安全战略的考虑和在节能减排效益 的刺激下,各国制定具体政策。鼓励并推动世界各 大汽车公司开发新能源汽车,力争将汽车的能耗和 排放降低到最小,并顺利过渡到以新能源为动力的 后汽车时代。汽下行业住政策的引导和自身利益的 推动卜沿两种思路发展:一是以高容量电池为中 介,实现新能源f电能、氢能1替代传统的化学能(石 油);二是广泛采用镁合金、高分子材料替代传统材 质,降低汽车重量,据测试,轿车质量每减轻lOOkg, 油耗可降低5%,所以说减重可最终达剑节能的目 标。
一69—
据积累太少,模具设计与使用经验不足。防蚀技术
尚待突破性进展等问题,使镁合金在汽车中的大规 模运用仍需时日。
3.1
镁合金在零部件中的应用 用于制造汽车零部件的镁合金种类较多,包括
Mg—Mn合金、Mg—zn合金和Mg—Al合金。其中,Mg— Al合金用最最大。因为添加Al元素能提高镁合金 的强度及铸造性能.而且成本较低。在Mg—Al合金
在前一种思路的指引下,日本丰田,美国通用,
德国宝马,中国比亚迪等公司已研发出新型电池, 分别推出新能源汽车,动力系统从矿物燃料引擎升 级为汽油.电力混合系统或纯电力驱动系统,使用的 能源由汽油更换为电;后一种思路在世界范围引起 汽车镁合金化的趋势,中国科技部、美国能源部、加 拿人能源部合作推进镁合金汽车前端研究开发项
镁合金在汽车制造业的应用
镁合金在汽车制造业的应用点击上方「材料科学与工程」快速关注材料类综合、全面、专业的微信平台为了提高汽车的燃油效率和降低其废气排放,减轻汽车的重量至关重要。
为了达到这一目的,用镁合金来制造合适的汽车零部件似乎是一种显而易见的明智之举。
作为一种最轻的结构金属,镁比钢轻75%,比铝轻33%左右。
美国汽车研究理事会的一个社团组织“美国汽车材料合作伙伴”在其研究报告“2020年镁的应用前景展望:北美汽车业对镁的战略构想”中指出,与铝相比,镁具有更高的比强度、延展性和抗冲击性;与钢相比,镁可以提供更好的缓冲阻尼和耐冲击性;与塑料相比,镁具有更高的强度和刚度,以及更好的热稳定性和导热性。
此外,该报告指出,为了提高燃油经济性和减少废气排放,镁的材料特性还可以提供许多好处,其中包括:(1)通过使汽车重心后移,减轻前部重量,可以提高汽车的加速/减速、操控/转向响应性能。
(2)由于镁合金可以铸造出完整的大尺寸部件,而不必像钢件那样需由众多单个零件组合而成(这些零件容易相互摩擦,并引起振动),从而可将汽车噪声减至最小。
(3)由于镁铸件可能比同样的钢制零件更廉价(尤其当年产量小于20万件时),因此可以降低制造成本。
镁铸件的加工成本要低于由多部分构成的钢制冲压件,因为加工冲压件的每个部分都需要相应的模具。
例如,加工一件由30个部分构成的钢制仪表盘横梁需要30套工装,而铸镁件横梁只需要6套工装。
然而,在美国汽车制造商生产的汽车中,镁合金零部件的重量平均只有大约12磅,仅占一辆汽车全部材料的0.3%左右。
实际上,镁在汽车上的应用并不很普遍,因为它的成本比一些竞争性材料更高。
由于企业的竞争本质,它们会更多地使用价格比较低廉的材料。
镁合金零部件使用率的下降,部分也是因为北美市场的模铸企业因关闭和合并而不断减少,几年前发生的金融危机和汽车行业遭遇的困境产生了很大的影响。
咨询企业Ducker Worldwide公司发表的一份预测平均每辆轻型车所用材料净重量变化(见表1)的报告时估计,镁合金零部件将从2008年的每车8磅左右增加到2025年的22磅。
汽车轻量化技术之镁合金
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可以镁合金化的汽车零件
▪ 悬吊系统总成——零件名称:车轮,备用轮胎,控制臂(2个,后方), 控制臂(2个,前方),引擎架,后方支架
▪ 内装总成——零件名称:仪表板、横梁,仪表板支架,椅背椅座,气 囊零件
▪ 方向盘总成——方向盘零件 ▪ 车身总成——零件名称:保险杆补强横梁,铸造车门内衬,铸造A/B柱,
5
▪ 3.有较高的尺寸稳定性,稳定的收缩率,铸件和加工件尺 寸精度高,适于做样板,夹具和电子产品外罩。
▪ 4.对缺口的敏感性比较大,易造成应力集中。 ▪ 5.可回收。与塑料类材料相比,镁合金具有可回收性。这
对降低制品成本、节约资源、改善环境都是有益的。 ▪ 6抗EMI电磁波:镁合金为非磁性金属,电磁遮蔽性能优良。
车身采用轻量化材料:镁合金、铝合金、钛合金等
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引领新睿名仕风尚 全新捷豹XJ 2010年即将登陆
铝镁合金外衣打造5.7秒脱兔动力
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中国载货车和轿车对镁合金的需求量 ▪2005年达4.785万吨, ▪2010年可望达6.13万吨, ▪2015年预计可达6.9万吨, ▪2020年将可达7.56万吨。
▪ \ 年份 地区\ 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2005
▪ 北美
23 31 38 41 47 45 80
▪ 欧洲
10 20 17 23 29 33 58
▪ 日、韩
2
2
3
4
5
6
22
▪ 其它
7
7
9
9
10 11 22
▪ 共计
42 50 67 77 91 95 182
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全球限量500辆 雷克萨斯LFA超级跑车首亮第四 十一届东京车展
镁合金在汽车工业中的应用
镁合金在汽车工业中的应用【摘要】介绍了镁合金在汽车工业中应用的优势,综述了目前国内外镁合金在汽车工业中的应用现状。
镁合金在汽车工业中的应用既可以实现汽车的轻量化,又可以达到节能减排保护环境和资源的可持续发展。
【关键词】汽车;交通;镁合金;轻量化Abstract:This paper introduces the advantages of magnesium alloy application,and summarized the present situation of the application of magnesium alloy in automotive industry at home and abroad. The application of magnesium can achieve the lightweight of automotive,energy conservation and emissions reduction.Key words:Automotive;Traffic;Magnesium;Lightweigh据资料表明,去年北京空气污染天数为190天,占全年总天数的51.8%,超过一半。
其中的雾霾污染最为严重,汽车尾气的排放是导致雾霾的主要元凶。
因此,减少汽车的尾气排放,发展低碳经济变得刻不容缓。
作为当今世界工业化应用领域中最轻的金属工程材料,镁合金与其他金属材料相比,它拥有密度低、比强度和比刚度高的特点,被广泛应用在汽车、航空航天、国防军工等领域,并且也是实现汽车轻量化的首选材料。
1. 镁及镁合金的特点在室温条件下,纯镁的密度为 1.738g/cm3,其密度只有铝的67%,是铁的25%,是碱土金属族中最轻的金属工程材料。
以纯镁为基体,通过加入适量的锌、铝、钙、锂等金属元素开发一系列新型镁合金。
这些镁合金不仅保留了纯镁密度低、减震降噪性好、电磁屏蔽和抗阻尼性好等优点,还提高了其强度和硬度,满足了耐磨、耐蚀及阻燃等要求。
镁合金是什么材料
镁合金是什么材料
镁合金是一种由镁和其他金属共同组成的材料,有着很广泛的应用领域。
镁合金具有轻质、高强度、耐腐蚀、导热性能好等优点,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
镁合金具有很低的密度,通常只有铝的2/3,而且有很高的强度。
这使得镁合金成为制造轻量化产品的理想选择,尤其在航空航天和汽车制造领域。
在航空航天领域,使用镁合金可以减轻飞机的重量,提高燃油效率。
在汽车制造领域,使用镁合金可以减少车身重量,提高汽车的操控性和燃油经济性。
此外,镁合金还具有良好的导热性能和耐腐蚀性。
导热性能好使得镁合金在电子设备的散热模块和电池包等领域得到广泛应用。
耐腐蚀性好使得镁合金可以在恶劣的环境中使用,比如海水和化学腐蚀气体的环境下。
然而,镁合金也存在一些问题。
首先,镁合金比较容易燃烧,所以在使用和加工过程中需要注意防火措施。
其次,镁合金在常温下容易发生腐蚀和氧化,需要做好表面防护措施。
此外,镁合金的生产成本相对较高。
总的来说,镁合金是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀和导热性能好等优点的材料。
随着科技的发展,镁合金在航空航天、汽车制造和电子设备等领域的应用将会越来越广泛。
然而,为了更好地发挥镁合金的优点,还需要解决其燃烧、腐蚀和氧化等问题,降低生产成本,提高工艺水平。
镁合金半固态压铸汽车产品实例
镁合金半固态压铸汽车产品实例1.引言1.1 概述镁合金半固态压铸技术是一种新兴的铸造工艺,能够制造出高强度、轻量化的汽车零部件。
随着汽车工业的发展和对轻量化材料需求的增加,镁合金半固态压铸技术得到了广泛关注和应用。
本文将通过介绍镁合金半固态压铸技术的原理和特点,以及汽车产品中的应用实例,来探讨这一技术在汽车制造领域中的潜力和前景。
镁合金半固态压铸技术是将镁合金加热到半固态状态,通过压铸成型得到所需的零部件。
相比传统的压铸工艺,镁合金半固态压铸技术具有以下几个显著的优势。
首先,半固态状态下的镁合金具有较低的黏度和较高的塑性,使得其在压铸过程中更容易充填模腔,提高了产品的成形质量和尺寸精度。
其次,半固态压铸过程中的镁合金具有较低的热应力,可有效降低零部件的变形和缩松现象。
此外,由于镁合金具有良好的可再生性和循环利用性,采用半固态压铸技术制造汽车零部件有助于环境保护和可持续发展。
在汽车产品中,镁合金半固态压铸技术已得到广泛应用。
一方面,由于镁合金具有优异的强度和刚度,采用半固态压铸技术可以制造出更轻量化、更节能的汽车零部件。
例如,采用半固态压铸技术制造的发动机缸体和传动壳体重量可以减轻20以上,同时提高了产品的耐久性和可靠性。
另一方面,由于镁合金具有良好的导热性能,采用半固态压铸技术可以制造出具有良好散热效果的汽车零部件。
例如,采用半固态压铸技术制造的发动机散热器可以有效降低发动机的温度,提升整车的燃油经济性和动力性能。
综上所述,镁合金半固态压铸技术是一种有潜力的汽车零部件制造技术,具有轻量化、节能和环保等优势。
随着该技术的不断发展和完善,相信在未来的汽车制造领域中将得到更广泛的应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织方式和结构设计,以便读者能够更好地理解和阅读文章。
具体内容如下:文章结构:本文主要分为三个部分,分别是引言、正文和结论。
1. 引言部分:引言部分首先对镁合金半固态压铸技术进行概述,介绍其在汽车制造领域中的重要性和应用背景。
镁合金在车身轻量化中的应用和发展
镁合金在汽车轻量化中的应用发展3宋 珂(同济大学中德学院,上海 201804)摘 要:介绍镁合金在汽车轻量化中的应用优势及应用技术的新发展,综述目前镁合金在世界发达国家和我国汽车工业中的应用现状。
汽车工业应充分利用自身优势,积极引进先进技术开展镁合金在汽车上的应用研究,促进我国汽车工业的发展。
关键词:汽车;轻量化;镁合金中图分类号:TG146.2+2 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2007)01-0014-03The develop m en t and appli ca ti on of magnesi u m a lloys i n auto m oti ve i n dustrySong Ke(Zhongde college of Tongji university,Shanghai 201804,China )Abstract:This paper intr oduces the advantages and ne w devel opments of magnesiu m all oys as a kind of light weight material ,and su mmarizes the app licati on of magnesiu m all oy at p resent in aut omotive industry .W e should make full use of our advanta 2ges and advanced technol ogies in the world t o do research on app licati on of magnesiu m all oy and p r omote the devel opment of our country ′s aut omotive industry .Key words:aut omotive;light weight;magnesiu m all oy 经测算,汽车每减质量100kg,百公里可节省汽油0.3L,每降低10%的汽车质量,就可减少10%的汽车排放[1]。
车身材料了解镁合金在汽车制造中的应用
车身材料了解镁合金在汽车制造中的应用镁合金是一种轻量化材料,具有优异的强度和刚度,同时重量较轻。
在汽车制造中,镁合金被广泛应用于车身材料,以降低车身重量、提高燃油经济性和减少碳排放。
本文将就镁合金在汽车制造中的应用进行详细介绍。
一、背景介绍随着环保意识的增强和汽车工业的发展,人们对汽车的轻量化要求越来越高。
减少车身的重量可以降低燃料消耗,提高车辆的性能和安全性。
镁合金由于其轻质高强的特性,成为汽车制造领域的热门材料之一。
二、镁合金的特点1. 轻质高强:与传统的铝合金相比,镁合金的密度更低,重量更轻,但却具有较高的强度和刚度。
2. 良好的成形性:镁合金具有良好的可塑性和可加工性,可以通过压铸、锻造、挤压等多种成型工艺制备复杂形状的零件。
3. 耐腐蚀性:镁合金具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境中长期使用。
4. 高导热性:镁合金具有良好的导热性能,有助于车身部件的散热。
三、镁合金在汽车制造中的应用1. 车身骨架:镁合金可以用于制造车身骨架和车身框架。
相比于传统的钢铁材料,镁合金具有更高的强度和轻量化的特点,能够减少车身的重量。
2. 车门和车顶:镁合金可以用于制造车门外壳和车顶等部件。
由于镁合金的轻质高强,可以减少车门和车顶的重量,提高车辆的燃油经济性。
3. 发动机舱:镁合金可以用于制造发动机舱的各个部件,如进气歧管、缸盖等。
镁合金的高导热性有助于发动机的散热,提高发动机的工作效率。
4. 悬挂系统:镁合金可以用于制造悬挂系统的部件,如悬挂臂和减震器座等。
镁合金的高强度保证了悬挂系统的稳定性和安全性。
5. 转向系统:镁合金可以用于制造转向系统的零部件,如转向柱、转向齿轮等。
镁合金的良好加工性和抗腐蚀性,保证了转向系统的正常运行。
四、镁合金在汽车制造中的优势1. 提高燃油经济性:镁合金的轻量化特点可以减少车身重量,提高燃油经济性,降低碳排放。
2. 增加行驶里程:减轻车身重量可以降低动力需求,从而延长电动汽车的续航里程。
镁合金在汽车制造中的应用
镁合金在汽车制造中的应用随着汽车科技不断进步和人们对环保意识的不断增强,越来越多的汽车厂商开始使用镁合金来制造汽车部件。
镁合金相较于其他金属材料有更好的轻量化和强度性能,而且有利于解决汽车行业所面临的许多挑战。
本文将深入探讨镁合金在汽车制造中的应用。
一、优点1. 轻量化:镁合金是一种比铝合金更轻的材料,它的密度只有铝合金的2/3。
这意味着使用镁合金可以大幅减轻汽车的重量,从而提高燃油效率。
相比之下,使用钢材制造汽车部件不仅重量大,还会导致能源浪费和碳排放.2. 强度高:镁合金不仅非常轻,而且还有很高的强度。
这使得它成为制造各种汽车部件的优秀材料。
汽车制造商可以使用镁合金来制造底盘,减震器,引擎罩和车门等部件。
使用镁合金制造这些部件可以让汽车更加坚固和安全.3. 可回收性:镁合金是一种可回收材料,这意味着它可以进行多次回收和再利用。
这对于环保意识高涨的现代社会来说尤为重要。
使用镁合金部件的汽车不仅减少了车辆尾气的排放,还可以在车辆退役后进行回收和再利用。
二、应用1. 底盘:镁合金是制造底盘的理想材料之一。
底盘是汽车的支撑结构,使用镁合金制成的底盘可以减轻汽车的重量,提高车辆的操控性。
由于镁合金优异的耐疲劳性能,使用镁合金制造的底盘可以极大的提高汽车的耐久性。
2. 发动机罩:镁合金材料可以制造发动机罩,这样可以加速热量散发,提高发动机的散热性能。
这可以帮助防止发动机因为过热而受到损坏。
使用镁合金制造发动机罩可以减轻车辆重量,并减少燃料消耗.3. 车门:镁合金是制造轻量,但是坚固耐用车门的理想材料。
使用镁合金制造车门可以保证车辆在碰撞情况下的良好保护。
而且,车门使用镁合金制造的优势还在于保证车门在关闭时可以实现更加严密的状态。
三、挑战虽然镁合金有许多优秀的性能,但是它在汽车制造中仍面临许多挑战。
1. 价格昂贵:镁合金相对于其他汽车制造材料价格较高,这会提高汽车的成本。
这一问题可以通过提高镁合金的产量来逐渐解决。
镁合金在汽车领域的应用及发展
镁合金在汽车领域的应用及发展论文题目:镁合金在汽车领域的应用及进展镁合金在汽车领域的应用及进展【摘要】:通过材料科学概论的学习和查阅许多学术论文,发觉汽车工业对轻合金材料的有专门大的需求,专门是镁合金。
文章介绍镁合金在汽车领域的应用及进展和简述《材料科学概论》的学习心得。
【关键词】:汽车,镁合金,应用,进展【正文】:21世纪,自然资源和环境差不多成为人类可连续进展的首要问题。
镁作为一种轻质工程材料,潜力尚未充分挖掘出来;开发利用远不如钢铁、铜、铝等成熟。
今天,许多传统金属矿产趋于枯竭,加速升级开发镁金属是社会可连续进展的重要措施之一。
当前,汽车工业正面临来自资源,能源和环境等方面的压力和制约,汽车领域的竞争也是越来越猛烈,汽车轻量化以轻质材料逐步代替钢铁材料用于制造高性能,结构复杂的部件差不多是必定趋势。
因此,以镁合金这种轻质,可再循环,铸造能力好的材料成为汽车材料的首选。
一、镁合金的特点:镁在地壳中含量高达2.1%,在地球上存在的元素中居第八位,作为工业用金属,仅次于铝,地壳中铝占8.1%,铁占5%。
然而镁的比重只有1.74 g/m3. 镁合金作为结构材料,日益引人注目,这与它具有下列差不多特性紧密相关:①密度低,比强度高,比刚度高。
如此就能够用来减轻发动机和其他机器零件的重量。
镁的最突出特性是密度小,镁的最突出特性是比重轻,大约为1.74g/m3,是铝合金的2/3,铁的1/4,而在刚性相同条件下,镁的重量仅为钢的1/2。
镁要紧用来制造各种轻合金。
例如,镁跟铝、铜、锡、锰、钛、铍等金属元素形成的多种合金(约含镁质量分数为80%),密度只有1.74g/cm3左右,但硬度和强度都较大。
这些特性说明了镁在减轻重量方面的庞大潜力。
②比铝合金有较大的承担冲击载荷能力,有可能利用镁合金来制造受猛烈碰撞的零件。
镁合金还有绝佳的抗冲击性,是塑料的20倍。
③低的熔化黏滞性和良好的填注成型特性。
这一特性使镁合金易于铸成复杂、薄壁结构,并把多个功能零件集成一件,以取代以往常见的多钢件焊接或装配结构,达到了减重、减少装配工作、排除可能显现的尺寸误差和减少运行噪音产生的目的。
镁合金在汽车制造领域的应用及发展
砂铸 、焊接和机加 工等 领域 进行研究 。 三 应用 实例 以汽车变 速器箱体以及 曲轴箱体镁合金的应用为例 。
1 在汽车变速 器箱 体方面 ,主要以新 型高强度镁合金替 .
代铝 合金为主要方式 实现箱体减重 。例 如对Mg 8 n 合 A1Z l
金 ,Z F F f d rc s a n A G K. u . t . e ih n fe D a b J F on S t l
标 上 ,证实 了镁合 金变速箱体工业应 用的可行性 。为 了简化
工艺 的原 因,该试验选 择 了轿车用 的一 个手 动换档的5 档变 速 器箱体 。为一个 形状 复杂的双联箱体 。它用铝制成重量为
8l g 1k ,用 镁 为 5 3 g 该 试 验 采 用 了 与 A1i C 3 U 压铸 lk 。 S9 u  ̄ 同
复杂 、质量较大 ,成为镁合金铸造技术在汽车方面应用的重 要方 向,并具有 巨大的经济潜力 。因此 ,在汽车工业科技竞 争 日趋激烈的今天 ,加 速我国以镁为代表的轻质材料及其铸 造技术在汽车制造领域的应用具有十分重要的意义 。 同时我们也应当看到 ,镁合金在汽车上的应用也受到 了 诸 多限制 ,其中资金支持 、技术人 员、生产成本成为 了当前 主要的三大瓶颈 。1 汽车工业用镁的研究开发和市场应用缺 .
性 能 达 到 最 佳 状 态 。 此 外 ,用 Mg 代 Al 大 量 采 用 还 取 决 取 的
少有财政实力的赞助商。镁合金 目前还不是汽车的主要金属
材料 ,和铝 、钢及塑料相比有很大差距 ,镁合金在汽车上 的 用量仅 占到汽车总重量的0 4 .%,造成这种状况 的原 因之一是 缺少有财政实力的赞助商的支持2 汽车工业缺少从事镁合金 . 汽车部件研发经验的工程师。3 全球镁价持续走高 ,汽车用 . 镁合金部件成本上涨 ,对汽车工业用镁产生 巨大影响 。镁合 金汽车部件成本的提高 ,再加上后续加工成本的稍许提高 , 产生对汽车工业用镁的不利影响 ,汽车制造商会转而采用其 他替代材料 。 二 科研 发展趋势
压铸镁合金材料
压铸镁合金材料压铸镁合金材料是一种轻质、高强度、高刚性的金属材料,具有优异的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
它广泛应用于汽车、航空航天、电子、通讯、医疗器械等领域。
下面将从材料特性、应用领域和未来发展趋势三个方面来介绍压铸镁合金材料。
一、材料特性1.轻质:压铸镁合金材料的密度仅为铝合金的2/3,钢的1/4,是一种非常轻的金属材料。
2.高强度:压铸镁合金材料具有很高的强度和刚性,比铝合金和钢的强度高出很多。
3.良好的耐腐蚀性:压铸镁合金材料具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境下长期使用。
4.易于加工:压铸镁合金材料具有良好的可塑性和可加工性,可以通过压铸、挤压、锻造等多种加工方式制造成各种形状的零件。
二、应用领域1.汽车领域:压铸镁合金材料在汽车领域得到了广泛应用,可以用于制造发动机、变速箱、底盘、车身等部件,能够有效降低汽车的重量,提高燃油效率和行驶性能。
2.航空航天领域:压铸镁合金材料在航空航天领域也有很大的应用前景,可以用于制造飞机、导弹、卫星等部件,能够有效降低重量,提高载荷能力和飞行性能。
3.电子通讯领域:压铸镁合金材料在电子通讯领域也有很大的应用前景,可以用于制造手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的外壳和零部件,能够有效降低重量,提高产品的便携性和使用体验。
4.医疗器械领域:压铸镁合金材料在医疗器械领域也有很大的应用前景,可以用于制造人工关节、牙科设备、手术器械等医疗器械,能够有效降低重量,提高产品的舒适性和使用效果。
三、未来发展趋势1.提高材料强度和韧性:未来压铸镁合金材料的发展方向是提高材料的强度和韧性,以满足更高的应用要求。
2.改善材料耐腐蚀性:未来压铸镁合金材料的发展方向是改善材料的耐腐蚀性,以提高材料的使用寿命和可靠性。
3.提高材料加工性能:未来压铸镁合金材料的发展方向是提高材料的加工性能,以满足更多的应用需求。
4.开发新的应用领域:未来压铸镁合金材料的发展方向是开发新的应用领域,如能源、环保、建筑等领域,以拓展材料的应用范围和市场前景。
镁合金的种类及其用途
镁合金的种类及其用途镁合金是一种由镁为主要成分的合金材料,具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能。
根据不同的配方和加工工艺,镁合金可以分为多种类型,并广泛应用于各个领域。
1. 镁铝合金(Mg-Al alloy)镁铝合金是一种常见的镁合金,主要由镁和铝两种元素组成。
它具有较高的强度和硬度,同时保持了良好的耐腐蚀性能。
这种合金常用于航空航天、汽车工业和电子设备等领域。
在航空航天领域,镁铝合金可以用于制造飞机和火箭的结构件,如机身、发动机外壳等。
在汽车工业中,镁铝合金可以用于制造车身结构件,如车门、引擎罩等,以提高汽车的燃油经济性和减轻车身重量。
此外,镁铝合金还可以用于制造电子设备的外壳和散热器,以提高设备的散热性能和耐用性。
2. 镁锌合金(Mg-Zn alloy)镁锌合金是另一种常见的镁合金,主要由镁和锌两种元素组成。
它具有较高的强度和耐蚀性,同时具有良好的可塑性和可加工性。
镁锌合金常用于船舶制造、建筑和电子设备等领域。
在船舶制造领域,镁锌合金可以用于制造船体结构件,如船体壳板和桅杆等,以提高船舶的耐腐蚀性和减轻船体重量。
在建筑领域,镁锌合金可以用于制造建筑材料,如屋顶板和墙板等,以提高建筑物的防火性能和耐用性。
此外,镁锌合金还可以用于制造电子设备的外壳和连接器,以提高设备的抗干扰能力和可靠性。
3. 镁铌合金(Mg-Nb alloy)镁铌合金是一种高强度的镁合金,主要由镁和铌两种元素组成。
它具有优异的机械性能和耐高温性能,常用于航空航天和核工业等领域。
在航空航天领域,镁铌合金可以用于制造航天器的发动机零部件和结构件,如涡轮叶片和推进器等,以提高发动机的工作效率和可靠性。
在核工业领域,镁铌合金可以用于制造核反应堆的结构材料,如反应堆压力容器和燃料元件等,以提高核能利用效率和安全性。
4. 镁锆合金(Mg-Zr alloy)镁锆合金是一种具有良好耐蚀性和高强度的镁合金,主要由镁和锆两种元素组成。
它常用于船舶制造、化工和海洋工程等领域。
镁合金材料在汽车领域应用课件
塑性加工工艺
镁合金可以进行轧制、挤 压、锻造等塑性加工,以 满足不同零件的形状和尺 寸要求。
表面处理工艺
为了提高镁合金的耐腐蚀 性和美观度,需要进行表 面处理,如喷涂、电镀等 。
镁合金材料的应用领域
汽车发动机零件
镁合金可用于制造发动机 罩、气缸盖、活塞等零件 ,以提高发动机性能。
汽车底盘零件
镁合金可用于制造转向盘 、刹车系统零件、悬挂系 统零件等,以提高汽车的 安全性和稳定性。
传动系统零件
镁合金可用于制造齿轮、轴承、离合 器等传动系统部件,提高传动效率并 降低噪音。
镁合金材料在汽车结构件中的应用
车身结构件
镁合金可用于制造车身的结构件 ,如车架、横梁、纵梁等,提高
车身的强度和刚性。
底盘结构件
镁合金可用于制造底盘的结构件, 如转向节、悬挂臂等,提高底盘的 稳定性和操控性。
安全结构件
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镁合金材料对汽车性能的提升
强度与硬度
镁合金具有较高的强度和硬度, 能够提高汽车零部件的刚性和耐 久性,减少变形和损坏,提高汽 车的安全性能。
减震降噪
镁合金具有较好的减震降噪性能 ,能够吸收和分散汽车运行过程 中的振动和噪音,提高汽车的舒 适性。
镁合金材料对汽车环保的贡献
节能减排
通过使用镁合金实现汽车轻量化,可以有效降低燃油消耗和二氧化碳排放,从 而减少对环境的污染。
镁合金材料在汽车后市场领域的发展前景
总结词
汽车后市场是镁合金材料应用的另一个重要领域。
详细描述
随着汽车市场的不断扩大和消费者对汽车维修、保养的 需求增加,汽车后市场逐渐成为一个庞大的产业。镁合 金材料由于其优良的力学性能和耐腐蚀性等特点,在汽 车后市场领域具有广泛的应用前景。例如,镁合金可以 用于制造汽车零部件,如发动机零件、悬挂系统零件等 ,以提高汽车的性能和耐久性。此外,镁合金还可以用 于制造汽车维修工具和设备,如气瓶、气瓶支架等,以 提高维修效率和安全性。
稀土镁合金材料在汽车上的应用
镁合金材料的研究和应用前景是非常广阔的,相对于其它金属材 铝、 钢 的研究发展水平 , 我国与世界发达 国家的差距较小 , 可 以 量最丰富的元素之一, 是 目前研究和使用最多的轻金属 , 具有许多优 良 料 口 的性能特 点 a 镁 的密度为 1 . 7 4 g / e m3 , 是汽车轻金属材料重最轻 的一 说几乎处在同一起跑线上。我国近年在镁合金技术开发和应用领域取 作为世界第一“ 镁” 大国要造好镁 、 用好镁 , 造福 于中国 种, 为铝的 2 / 3 , 钛的 2 / 5 , 钢的 1 / 4 。b . 镁合金相对比强度( 强度和质量之 得了长足进步 , 比) 最高。比刚度( 刚度和质量之比) 接近铝合金和钢 , 远远高于工程塑 和世界 , 并在镁的研究领域成为世界领头羊 , 推动镁合金走可持续发展 料 。c . 在弹陛范围内 , 镁合金件受到冲击载荷时 , 能量比铝合金大 5 0 %, 之路, 同时还要开展好镁合金的重大基础研究。 随着稀土镁合金零部件在汽车领域中的逐渐广泛应用 ,稀土镁合 因此具有良好 的抗震减噪性能。 d 簇 合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相 当, 一般可达 2 5 0 Mp a , 最高可达 6 0 0多 Mp a 。屈服强度 , 延伸率与铝合 金的研制 、 开发 和应用水平也逐渐被各国汽车制造企业重视起来 , 稀 金也相差不大。 e . 镁合金还具有 良好的耐腐蚀性能, 电磁屏蔽性能, 防辐 土镁合金的研制、开发和应用能力在一定程度上代表了各国汽车制造 射 性能 , 可做到 1 0 0 %回收再利用。£ 镁合金稳定性较高 , 压铸件的铸造 水平。稀±镁合金有望向以下几个方向发展 : a 进一步研究稀土元素对 型加工尺寸精度高, 可进行高精度机械加工。异 镁合金的熔点比铝合金 镁合金 的强韧化 、 耐腐蚀和抗蠕变 的作用机理 . b . 优化稀土镁合金系 , 研 的熔点低 , 压铸成型性能好 , 压铸件壁厚最小可达 0 . 5 a r m。适应汽车各 究多元稀土镁合金的协同作用,促进合金 由二元合金系向多元高性能 类压铸件。 合金系发展 . c _ 与先进的合金制备工艺相结合。通过压铸 、 快速凝 固、 半 1 - 2 高性能稀土镁合金 的特点 稀土元素由于具有净化合金溶液、 固态技术和挤压铸造等手段 , 进一步提高稀土镁合金性能 ; d . 降低成本 , 改善合金组织、 提高合金室温力学性能 , 增强合金耐腐蚀性能 , 因而在 大多数高强稀土镁合金中稀土的含量偏高 , 由于稀土元素价格偏高 , 所 冶金 、 材料领域 中有独特的应用。稀土镁合金具有镁合金的固有优点 , 用开发低成本稀土镁合金也是决定稀土镁合金是否能够在汽车制造领 同时又具有耐热强度高, 蠕变性能优良的新特点。 在镁合金中添加适量 域中广泛应用的关键因素。 的稀土元素后 , 可以增加合金的流动性 , 降低微孔率 , 提高气密性 , 显著 结束 语 改善热烈和疏松现象 , 使合金在 2 0 0 ~3 0 0 ' 1 2 的高温下仍具有较高的强 环保 、 节能是 2 1 世纪人类社会可持续发展的重大战略要求 , 作为 度和抗蠕变性能。 镁合金在稀土溶液 中可以形成钝化膜, 提高其耐腐蚀 最轻的常用金属中材料 ,金属镁及其合金的广泛使用受到了人们的极 性能。稀土加入镁合金中, 可细化合金组织 , 促进合金表面氧化膜由疏 大关注。 镁在我国的生产使用具有 良好的经济 f 生和竞争 l 生, 随着 国内外 松变为致密 , 降低合金在液态和固态下 的氧化倾向, 从而提高传统镁合 对镁合金产品的需求的快速增长 ,未来几十年使我 国镁合金生产和消 金 强度 、 塑性 、 耐蚀 陛、 耐磨 『 生 等 陛能 。 费的高速增长期 ,镁合金的精深加工技术开发和产业结构的调整是我 2 高 性能稀 土镁 合金在 汽 车上 的应 用 国发展镁合金工业的必然之路。为 了进一步发展镁工业 , 实现全球化 、 从历史上看 , 早在 2 0 世纪 3 0 年代就有大众汽车使用镁合金 , 由于 多层次、 高品质镁合金制品的开发和制造 , 除了加强现有镁合金技术产 镁 的价格上升才停止了使用。 2 0 世纪 8 0年代初, 由于采用新工艺 , 严格 业化, 同时要在镁应用基础研究方面加大投入 , 进一步挖掘镁合金材料 限制了铁 、 铜、 镍等杂质元素的含量 , 使镁合金 的耐蚀 『 生 得到了解决 , 同 的性能潜力 , 拓宽镁合金产品的应用领域。 现代汽车越来越多地使用镁 时成本下降又大大促进 了镁合金在汽车上的应用 从 2 0 世纪 9 0年代 合金轻金属材料 , 采用镁合金材料 , 可提高汽车的安全性, 因此将是总 开始 , 欧美、 日本 、 韩 国的汽车商都逐渐开始把镁合金用于许多汽车零 的发展趋势 。 镁合金在现代汽车的轻量化 中将扮演极为重要的角色 , 被 件上 。 认为是 2 1 世纪最富于开发和应用潜力的“ 绿色材料” 。 镁合金用作汽车零部件通常便显 出很多优点 , 如: a 镁合金零部件 参考 文献 的使用可以有效 的减低汽车整车的重量 , 从而提高燃油经济综合标准 , 【 1 1 张丁非 , 谌夏. 稀土元素对镁合金力学性能影 响的研究进展 功能材 降低废气排放和燃油成本 , 据测算, 汽车所用燃料的 6 0 %消耗于汽车 自 料, 2 0 1 4 ( 5 ) . 重, 汽车每减重 1 % , 0 耗油将减少 8 —1 0 %; b . 镁合金零 部件的使用使汽 【 2 】 余靖 华 . 镁 合金精 密压铸 成 形工 艺及 模 具设 计 制造 『 J I . 河 南科技 : 上 半 车整车重量减轻 , 可 以提高车辆的装载能力和有效载荷 , 同时还可以改 月 . 2 0 1 4 ( 5 ) . 善刹车和加速性能; c . 镁合金零部件 的使用可以极大地改善车辆 的噪音 『 3 】 重庆研发镁合金零部件助汽车“ 瘦身” 叨. 金属加工: 热加 工, 2 0 1 4 ( 9 ) . 和振动现象 ; d . 镁合金材料本身具有非常优异的变形和能量吸收能力 , 【 4 1 李彩虹, 陈乐平, 尹健. 镁舍金稀土元素合金化研究进展f J I 冲 国材料科 镁合金零部件的使用大大提高了汽车的安全陛能; e 镁合金压铸件具有 技 与设备 , 2 0 1 4 ( 2 ) . 次成型的优势 , 可以 将原来多种部件组合而成��
镁合金在汽车零部件上应用
镁合金在汽车零部件上应用镁合金材料是当今最轻的工程结构材料,采用镁合金制造汽车特别是新能源电动车零部件可取得明显的节能减排效果,现在工业发达国家都尽量多地采用轻质材料制造汽车零部件。
镁合金材料在零部件开发之中的应用优势大致有以下四点:其一,镁合金材料质量密度较小,将其应用于新能源汽车开发之中,能够显著减轻质量;其二,镁合金材料具备优异的减震性,能够承受较大的冲击以及振动,较之铝、钢等材料性能更为突出,对于维系汽车运行的稳定性效果好;其三,比强度、比刚度良好。
对比钢、铝合金而言,在相同质量条件下,镁合金的比刚度、比强度都更高一些;其四,镁合金材料可回收利用。
镁合金材料的提取以再生资源为主,能够实现回收利用。
此外,镁的熔点相对较低,回收利用所消耗的能源也相对较少。
特斯拉汽车公司在临港的工厂今年的产量可超过1000辆。
特斯拉汽车是一类新能源电动车,在确保安全与乘坐舒适的条件下,其自身质量当然是越轻越好了。
在充电相等的情况下,较轻的车身续航里程可远一些。
当前除了在设计方面多加改进外,尽量多地用轻质材料制造零部件,是减轻车辆净重的最佳措施。
铝和镁是最可取的轻质材料,铝的密度为2.70 g/cm3,而镁的密度只有1.74 g/cm3,镁的减重效果比铝的更大,镁及镁合金成了制造特斯拉电动汽车的最佳材料之一。
采用镁合金制造电动车的优点可归纳为:显著减轻车的净重、降低电耗、减少温室气体排放;提高零部件集成度,降低零部件加工制造和装配费用;设计灵活性大,采用成形性能好的镁合金可以提高车的抗震性及抗撞性;改善车的刚度;提高废旧零部件回收率;改善车的安全性能和可操作性能。
汽车每减重10%,可以节省约5.6%的燃料,相应地可降低温室气体排放。
镁合金是制造汽车、摩托车等交通运输装备的上乘材料,不仅能降低车的净质量、减少能耗、提高整车加速和制动性能,而且能显著降低行驶震动和噪声,提高驾驶和乘坐舒适性。
镁合金在汽车中的应用以压铸件与铸件为主,特别是压铸件,当前75%以上的压铸件用于汽车与摩托车制造业。
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镁合金在汽车上的应用简介
199镁合金在汽车上的应用简介
镁合金与其他金属相比具有许多性能特点[3]:
①密度低,如AZ91镁合金密度为1.81g·cm-3,约为铝的2/3和铁的1/4,接近工程塑料的密度
②抗拉强度、屈服强度和伸长率与铝合金铸件相当下表显示了几种常用镁合金的性能
③具有良好的耐腐蚀性、电磁屏蔽性能和抗辐射性能,可高精度加工,具有良好的导热性。
在压铸汽车轮毂上使用时,能有效消散制动摩擦热,提高制动稳定性。
④具有良好的压铸成型性和尺寸稳定性,压铸件最小壁厚可达0.15 mm,适用于制造各种汽车压铸件。
⑤具有良好的阻尼系数,其减震性能优于铝合金和铸铁。
它可以降低外壳的噪音,减少座椅和轮辋的运动,提高汽车的安全性和舒适性。
⑥易于回收回收的镁合金可以直接熔化,然后铸造而不降低其机械性能。
表1常用镁合金的性能
AM60A AS21X1 AS41A,XB AZ91A \ \ B \ \ D A350抗拉强度MPa 抗拉屈服强度MPa抗拉屈服强度Mpa伸长率弹性模量GPa XXXX寿命大约只有70到50年中国的铁和铝资源更加贫乏,储量仅占世界总量的18.7%和2.3%,可采储量的保证期分别为30年和10年以下。
从污染的角度来看,钢材质量密度高,消耗量大,其产品在使用过程中容易造成高能耗和污染排放。
尽管铝是一种轻质材料,但仅一次
铝电解过程的能耗就占整个有色金属工业的90%,并间接导致高污染排放。
被称为“21世纪绿色结构材料”的镁在这些方面相对更好。
据中国有色金属工业协会统计,XXXX 1-8月份全国原镁总量为44.89万吨,同比增长16.8%应该注意的是,由于受到各种国际金属材料的影响,刚才的价格上涨进一步降低了镁合金在成本方面的劣势,使得镁合金的综合优势更加明显。
因此,对于镁合金资源丰富的中国来说,在中高档汽车零部件生产中使用镁合金更为有利。
3、汽车用镁合金
自1970年中东石油危机以来,为了降低汽车质量、减少油耗和污染、提高安全性能,镁合金材料已经越来越多地应用于汽车工业。
目前,汽车工业中使用镁合金较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。
根据一些制造商的使用情况,镁合金材料目前主要用于制造以下汽车零件[6]:
(1)内部部件:仪表板、座椅骨架、座椅升降器、控制台骨架、气囊盖、方向盘、锁紧装置盖、转向柱、转向柱支架、收音机外壳、小工具箱门、车窗电机盖、制动器和离合器踏板支架、气动支架踏板等。
(2)车身部件:门框、尾板、车顶框、车顶板、仪表板梁等。
(3)发动机和传动系统:气门室盖、凸轮盖、四轮驱动变速箱体、手动换档变速箱、离合器壳体活塞、进气管、油底壳、交流电机支架、变速箱壳体、机油滤清器接头、电机盖、气缸盖罩、分配板支架、机油泵壳体、油箱、机油滤清器支架、左曲轴箱半部分、右曲轴箱半部分、空罩、左吸气管、右吸气管等。
(4)底盘:轮毂、发动机支架、前后吊
杆和尾座支架四.镁合金应用中的问题
[5]
目前,汽车用镁合金零件的数量在增加,但在镁合金应用中仍存在一些问题。
首先,废镁回收方法少,回收成本高。
第二是腐蚀镁是一种活性金属,容易氧化和腐蚀。
几乎没有低成本的方法来确保稳定的生产过程。
第三,镁合金没有足够的性能数据库。
目前镁合金基础数据不足,没有组织负责收集、整理和公布生产数据,没有系统的力学性能测试数据,腐蚀、热膨胀和模具设计等数据也不足。
因此,需要建立足够的镁合金数据库来设计低成本、高质量的零部件。