镁合金材料在汽车领域的应用

8
三菱镁合金车身
9
镁合金在汽车领域上的应用
• 目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。 • (1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机
Baidu Nhomakorabea外壳等。
仪表盘
引擎盖
10
• 2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。
座椅框架
7
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，挡风片开关
17
• 我国汽车厂镁合金件的使用还刚刚开始，目前一汽、东风和 上海大众等厂家已在使用，上海桑塔纳轿车的变速箱壳体， 壳盖，及离合器外壳等使用镁合金量约8.5千克，总的来说 还远远落后于西方工业发达国家，这方面的潜力还很大。
18
中国铝镁金属生产规模进展
19
世界大汽车公司对镁在汽车各部件上的应用
• 世界各大汽车公司都已经把采用镁合金零部件的多少作为衡量其汽车产品技术是否 领先的标志。
镁合金在汽车领域上的应用
1
• 镁合金特点及用途 • 镁合金在汽车上的应用 • 世界大汽车公司对镁在汽车各部件上的应用 • 镁合金在汽车上未来的发展趋势和意义
2
镁合金简介
• 镁合金是一种绿色环保的金属材料，质地很软，只有钛的2/5，铝的2/3，色泽 鲜艳，不易褪色；镁合金的比重约1.7，为锌的1/4，钢的1/5，甚至比铝合金 (比重约2.7)的比重也轻1/3。镁合金中的合金元素主要有铝，锌各锰，有时也 加入少量的锆，铈，钍等。
补强材，行李架，侧镜 • 刹车系统总成——零件名称：ABS零件，离合器/刹车踏板托架，踏板零件 • 电气机械零件——交流电箱，音响/EEC零件，雨刷电机，交流电/AC托架 • 动力系统总成——传动(阀体、箱、侧盖、启动器)，传动箱(总重量12kg的15%)，发
动机组，支撑托架，罩套(油/水泵，机车马达)，汽缸盖，吸气歧管，引擎支架，油 盖，前盖
20
宝马镁合金发动机
21
美国福特、通用、克莱斯勒三家公司在每辆汽车上采用的镁合金铸件分别达到30 个，45个和20个。瑞典最新推出的沃尔沃CP2000车型，全重700千克，所用镁 合金件达50千克，包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、进气 歧管、气缸体等重要部件。
福特镁合金离合器
引擎座架(GM)
22
镁合金轮毂
23
• 本田轿车部分零件在使用镁合金后相对其原来材料的重量减轻百分比如下表所示。 • 本田轿车部分零件在使用镁合金后相对其原来材料的重量减轻百分比下表
• 改用镁合金的零部件 • 转向柱上支架 • 转向轴 • 气缸盖 • 制动踏板托架(整体压铸成) • 轮盘 • 4轮驱动器变速箱体
原先所用材料 铝合金 钢材 铝合金 钢板冲压后焊接 铝合金 铝合金
12
目前汽车上各种材料的重量比例
13
• 目前汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。这三部分地区 1995年的用量为42kt，到1997年增至67kt，预计到2006年将达到200kt。下表为这三个地区 1995—2005年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况。
• 北美、欧洲、日韩等地1995—2005年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况(kt)表
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。
小。镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为：1：1.8： 3.5：6.3。 • 2．镁合金电磁屏蔽性能和导热性均较好，适合于作发出电磁干扰的电子产品的壳、 罩，尤其是紧靠人体的手机。镁合金与铝、铜等有色金属一样具有非火花性，适合 做矿山设备和粉粒操作设备。镁合金表面具有非粘附性，适合于做在冰、雪、沙尘 中运动的产品。镁合金有较好的耐磨性，适宜做缠绕滑动设备。
相对减轻(％) 65 45 30 40 15 25
24
• 镁合金正在从一般结构铸造件向着高性能轻合金结构框架、 精密复杂应用条件的方向发展，正在由军工向着民用不断推 广，同时加工技术向数控化、高速化、自动化技术方向发展， 向材料制备与构件成形同时制造的方向发展；制造技术向信 息化、数字化及设计一制造一体化方向发展。我国镁合金制 造技术正处在一个新的变革时代，它将为新一代工业与民用 设备的研制提供更先进的材料与制造技术。
• \ 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
14
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
方向盘
11
• 根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻 10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗 可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g，年排放量减少 30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量 化成必然趋势。
25
谢谢！
26
轻重量，提高性能。
排挡操控台（Audi）
4
镁合金的特点
• 1．镁合金具有较好的铸造性和加工性能： • （1）铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm。 • （2）镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50％，
最高可达两倍。 • （3）镁合金有相当好的切削加工性能，切削时对刀具的消耗很低，切削功率很
• 镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消 耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。主要取 代铸铁、铝合金、塑料和钢制冲压焊装组合件，多以压铸件为主。
•
3
镁合金按制造工艺可分为变形镁合金和铸造镁合金。 变形镁合金多用作航空航天器的结构材料和飞机蒙皮等。 铸造镁合金多用于制造飞机、汽车、摩托车、电影机械的零部件，以减
6
镁合金的主要用途
• 应用产业——应用产品 • 汽车零件——车座支架、仪表板及托架、电动窗电机壳体、升降器及轮轴电枢、油
门踏板、音响壳体、后视镜架 • 自行车零件——避震器零件、车架、曲柄、花壳、三/五通零件、轮圈、刹车手
把 • 电子通讯——笔记本计算机外壳、MD外壳、移动电话外壳、投影机外壳 • 航天国防——航空用通信器和雷达机壳、飞机起落架轮壳 • 运动用品——网球拍、滑雪板固定器、球棒、射弓中段与把手 • 器材工具——手提电动锯机壳、鱼钓自动收线匣、控制阀、相机机壳、摄像机壳
• 根据1997年NorskHydr0公司对于汽车用镁合金压铸件消耗量的统计与预测， • 1996年为51kt／a， • 2000年增加到100kt／a， • 2006年则增加到200kt／a。 • 宝马汽车公司计划在今后20年内将每辆汽车的镁合金用量提高到113kg。宝马公司人
士预测，2020年全世界每辆汽车平均用镁合金100千克，世界汽车产量为6000万辆 ／a，则需镁材6Mt／a，市场无限。
车身采用轻量化材料：镁合金、铝合金、钛合金等
15
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
16
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。