维普资讯 http://www.cqvip.com 一画 Ｆｏｕｎｄｒ ｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 压 铸 镁合金在汽车领域中的应用（一） 一一镁合金在汽车领域的应用背景和发展现状 胡斌，彭立明，曾小勤，卢晨，丁文江 （上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心，上海２０００３０） 摘要：通过回顾镁合金在汽车领域的发展历程，介绍了镁合金在汽车领域的应用背景，对 镁合金在汽车领域应用的优势和发展趋势进行了概述，并对国内外汽车用镁合金零部件进行了 综述。 关键词：镁合金；汽车零部件；背景；现状 中图分类号：ＴＧ１４６．２＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—３３２０（２００７）０４—００３４—０６ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ：Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ＨＵ Ｂｉｎ，ＰＥＮＧ Ｌｉ—ｕｒｉｎｇ，ＺＥＮＧ Ｘｉａｏ－ｑｉｎ，ＬＵ Ｃｈｅｎ，Ｄ１ＮＧ Ｗｅｎｑｉａｎｇ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ａｌｌｏｙ Ｎｅｔ Ｆｏｒｍｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｗａｓ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ、Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｔｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｇｌｏｂａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ；Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ；Ｓｔａｔｕｓ １ 镁合金应用的崛起 及近年来对可持续发展要求呼声的日益提高，用 从２Ｏ世纪９Ｏ年代中期开始，由于世界能源、 镁替代塑料制品以利于回收、替代Ｆｅ和Ａｌ以减 资源危机与环境污染等问题日趋严重，以及对镁 重，将其列为重点发展的与环境友善的绿色环保 合金研究的发展，全球掀起了镁合金开发应用的 材料，镁在汽车领域中再次引起了人们的高度关 热潮［１－ｔ２ ３。 注。 镁及其合金在轻量性、比强度、导热性、 镁合金的发展虽然远未达到铝合金那么成 减振能力、贮能性、切削性、可回收性以及尺寸 熟，但是人们很早就已经认识到它是一种有潜在 稳定性等方面都有独特优势。近年来，随着高纯 发展前景、性能优异的候选实用金属材料。２０００ 镁合金制造技术的成熟以及采用ＳＦ 等气体保护 年原镁实际产量已达４３万ｔ左右，目前，世界原镁 的熔炼技术的成功运用，镁合金耐蚀性差的问题 年产量已超过５５万ｔ，大部分（７０％左右）镁及镁合 也基本得已解决。因而在国外市场上用镁合金制 金以铸件或压铸件的形式用于汽车、摩托车的仪 作的数码相机／摄像机、笔记本电脑、小型ＣＤ播 表盘、齿轮箱壳、车身零件、家电、电子器件、 放机、液晶投影仪、手机等电子产品以及移动通 文体器材、摄像机壳等民用零部件。镁的另一个 讯等部件的框体己屡见不鲜，在运动器材领域中 大用户（１５％以上）是冶金工业的原料；ｌ０％左右 的应用也在逐步扩大。从保护环境的立场出发以 的镁及镁合金用压力加工方法制成厚板、薄板、 ３４ Ｉ ｚ。。 年第 期 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 棒材和型材、锻件和模锻件等，用于航空航天、 电子、兵器等工业部门。 镁合金用作汽车零部件具有以下优点： ①重量减轻可以增加车辆的装载能力和有效 ２汽车零部件发展的技术趋势 世界上用于汽车的耗油量占世界交通运输系 统的７０ ～８０ ，占世界石油总消耗量的２０ 左 右。随着世界能源危机与社会环境污染问题的日 趋严重，节能和轻量化已成为汽车及摩托车等交 通工具的重要问题。车体重量的大小对其能耗起 着重要的作用，为满足环境保护和节省燃料的要 载荷，同时还可改善刹车和加速性能； ②镁合金压铸件具有一次成型的优势，可以 将原来多种部件组合而成的构件一次成型，可以 大大提高生产率和零部件的集成度，降低零部件 的加工和装配成本，提高汽车设计灵活性，同时 还能减少制造误差和装配误差； ③镁合金具有非常优异的变形及能量吸收能 力，采用高塑性镁合金可以提高汽车抗振动及耐 求，通常采取降低车体重量来达到节能降耗的目 的。镁的密度是铝的２／３，锌的１／４，不到钢或铸铁 的１／４，对于含３０ 玻璃纤维的聚碳酸酯复合材料 来说，镁的密度也不超过它的１０ 。因此，为降 低车辆的自重以减少能源消耗和污染，镁合金作 为一种轻量材料正越来越多地被应用于汽车零部 件的生产制造业。 据测算，汽车所用燃料的６０ 是消耗于汽车 自重。汽车重量每降低１Ｏ０ ｋｇ，每百ｋｍ油耗可减 少０．７ Ｌ，汽车自重每降低１０ ，燃油效率可以提 高５．５ ，如果每辆汽车能使用７０ ｋｇ镁合金，则 ＣＯ：的年排放量将减少３０ 以上。近年来，世界 各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提 出了越来越严格的限制，迫使汽车制造商采用更 多高新技术，生产重量轻、耗油少、符合环保要 求的新一代汽车。世界各大汽车公司已经将采用 镁合金零部件作为重要的发展方向。随着汽车工 业的飞速发展，镁合金在欧、美、日等发达国家 汽车工业中的应用出现了持续增长的势头；１９９１ 年全球汽车已使用镁合金２５ ｋｔ，１９９５年为５６ ｋｔ， ２０００年使用则达到１４５ ｋｔ，已占全球镁压铸件的 ８０％，镁合金材料获得了广泛的应用。现在这种 趋势正在向更广泛的方向发展。预计在未来的７～ ８年中，欧洲汽车用镁将占镁总消耗量的ｌ４ ，且 今后将以１５ 的速度递增，汽车工业已成为镁合 金应用增长的主要驱动力。图ｌ为２０世纪９０年代以 来及未来几年全球各地区汽车用镁合金用量的发 展趋势。 ＼ 皿圈】 匹 廿雎他 圈太平洋地医 ≈Ⅱ 口欧洲 搭 ∞北英 旺 抖 酱 图１ 汽车上镁合金用量的发展趋势 碰撞能力，改善汽车的刚度，大大提高汽车的安 全性能； ④可以提高废旧零部件的回收率，有资料 显示，镁合金的循环使用并不影响材料的使用性 能。而且，再生镁的能耗小，仅为从矿石冶炼能 耗的百分之几，十分有利于环保和节约资源； ⑤提高燃油经济性综合标准，降低废气排放 和燃油成本； ⑥镁合金材料具有较高的振动吸收性，对振 动的阻尼能力优于铝和钢，因此，对于汽车上一 些作重复运动、断续运动的零部件，采用镁合金 材料，可吸收振动，延长使用寿命。 镁合金作为实际应用中最轻的结构金属， 能够满足汽车行业日益严格的节能和尾气排放要 求，从而生产出重量轻、耗油少、符合环保要求 的新一代交通工具。 ３ 镁合金汽车零部件的应用现状 汽车用镁合金零件绝大部分是压铸件，对 减少汽车质量、提高燃料经济性、保护环境、提 高安全性和驾驶性、增强竞争能力等方面效果非 常显著，在汽车行业应用大有潜力。目前，汽 车中镁合金的主要应用是壳体和支架类的零部 件。用镁合金制造壳体类零件，不仅可以减轻 重量，而且由于镁合金的阻尼衰减能力强，因 而可以降低汽车运行时的噪声。目前各汽车公 司生产的壳体类零件有曲轴箱、汽缸箱、传动 轴外壳、变速箱壳体、离合器壳体、过滤器壳 体、阀盖、阀板、驾驶室仪表板等。虽然目前 商业应用的镁合金还不能用作汽车上强受力部 件，但却可以胜任支架类次受力结构部件，如 方向盘、风扇架、转向支架、挡泥板支架、刹 车支架、灯托架、制动器及离合器踏板托架、 座椅架、轮毂等。镁合金作为结构件还有其突 ２ｏ０７年第４期｝３５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 一画 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。 变速箱壳体 离合器壳体方向盘芯制动阀体 助力器隔板 脚踏板 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０．５～１７ ｋｇ之间变化，平均使用量是每 辆车３ ｋｇ。德国大众汽车公司帕萨特车目前用镁 量为１４ ｋｇ，占车重的１ ，不久将可能增至３０～ ５０ ｋｇ。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己达１４．２ ｋｇ， 其未来的目标是将单车的镁合金总用量增至５０～ ８０ ｋｇ。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３ ｋｇ提高 到１００ ｋｇ。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１ Ｌ。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。 ３６ ｌ ２。。７年第４期 ３．１ 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１／３～１／４。结构用镁合金根据不同的用 途，有时添）ＪＨＡ１、Ｚｎ等元素，大致上分ｆｌ￣Ｍｇ—Ａ１ 系￣［１Ｍｇ—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、Ａ１、Ｚｎ三种元素组成，其中铝质量分数为 ９％，锌质量分数为１％。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ＡＺ９１Ｄ、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—Ａ１金属化合 物，提高了耐腐蚀性。德国大众公司的Ｖｗ ｐａｓｓａｔ 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１所列。ＺＡ９１Ｄ（Ｍｇ一 ９Ａ１—０．７Ｚｎ一０．２Ｍｎ）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。ＡＳ４１Ａ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 立 （％） ＭＰａ ＭＰａ （％） 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４．５ ｋｇ：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 维普资讯 http://www.cqvip.com 镁合金在汽车领域中的应用（－－）——镁合金在汽车领域的应用背景和发展现状胡斌等 少Ｔ４５％和ｌ５％，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ＥＶ１型车用 合金时轻２４％。 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３．６ ｋｇ，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４ ｋｇ减为ｌ ｋｇ；而用ＡＺ９１Ｄ制作锁套，比用 锌减少质量７５ ；其卡车离合器壳改用ＡＺ９ｌＤ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 早在汽车上大规模应用镁合金的汽车公司，早在 ２０世纪３０年代大众汽车就使用镁合金。ｌ ９３０年德 国首次在汽车上运用镁合金７３．８ ｋｇ。ｌ９３６年， 德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳 虫”汽车的曲轴箱、传动箱壳体等发动机、传动 系零件，到１９４６年，每车用镁合金１８ ｋｇ左右；到 ｌ９８０年，大众公司共生产了ｌ ９００万辆甲壳虫汽 车，用镁合金铸件共达３８万ｔ，创批量生产镁合金 的最高纪录，只是后来由于镁的价格上涨才停止 了使用。长期以来，尤其是９０年代以来，德国在 镁合金领域一直在世界上处于领先地位，著名的 奔驰汽车公司最早将镁合金压铸件应用于汽车座 支架，奥迪汽车公司第一个推出镁合金压铸仪表 板，可以说德国是推动镁合金压铸发展的先驱与 主力军。近年来，汽车用镁合金又有新的进展， 除了整体式镁合金铸造座椅外，在ｌ９９７年梅塞德 斯一奔驰的ＳＬＫ车型上，燃料箱和行李箱之间的 隔板也采用质量为３．１９ ｋｇ的镁合金代替６ ｋｇ的钢 件。大众汽车公司２００２年推出的每百ｋｍ耗油（柴 油）ｌ Ｌ（实际仅０．８９ Ｌ）的双座微型概念车，该 车净重为２６０ ｋｇ，其中镁合金占３５ ｋｇ。图５为该车 中铝合金与镁合金结构件的构成图。２００４年６月， 德国宝马发布了采用镁合金的直列６缸引擎，如图 ６，曲轴箱（Ｃｒａｎｋ Ｓｈａｆｔ）内部采用铝合金，外部 采用镁合金，排量３．０ Ｌ，最大输出功率为ｌ９０ ｋＷ （２５８ ＰＳ），最大扭矩为３００ Ｎ．ｍ，是全球最轻的 直列６缸引擎，新型引擎重ｌ６ｌ ｋｇ，通过使用镁合 金，使质量降低了７％（１０ ｋｇ）。曲轴自身质量在 使用普通铸铁时可控制到原来的５７％，比使用铝 图５ １Ｌ车中铝合金与镁合金 图６ ＢｌＶｌＷ镁合金直ｙｌＪ６缸引擎 美国在ｌ９４８年至ｌ９６２年的ｌ０余年间，采用 热压铸生产了数百万件镁铸件供汽车上使用。美 国著名的汽车公司如福特、通用和克莱斯勒等公 司在过去的十几年里一直致力于新型镁合金和镁 合金离合器壳体、转向柱架、进气管及照明夹持 器等汽车零部件的开发和应用，替代效果十分明 显，促进了镁合金的发展。ｌ９９２年，美国三大公 司采用镁合金压铸的零件分别为３０个（福特）４５ 个（通用）和２０个（克莱斯勒），到ｌ９９３年，几 乎增加了ｌ倍，三大公司镁合金铸件用量占北美 镁的总消耗量的７０％，达１４ ２８２ ｔ；其中福特消 耗最多，为８ ２５８ ｔ，通用为３ ４３６ ｔ，克莱斯勒为 ２ ５８８ ｔ。通用汽车公司于ｌ９９７年成功地开发出镁 合金汽车轮毂，福特汽车公司也于ｌ９９７年采用半 固态压铸技术生产出镁合金赛车离合器片与汽车 传递零件。福特公司的Ｆ—ｌ５卡车和克莱斯勒微型 货车镁合金配件用量分别为１５ ｋｇ和６ ｋｇ。福特 汽车公司Ａｅｒｏｓｔａｒ Ｍｉｍｉ—Ｖａｎｓ牌汽车的中座以及 后座（仅此每年需要ｌ００ ｔ以上的镁合金ＡＭ６０）， Ｒａｎｇｅｒ型轻型卡车的离合器体和刹车踏板支撑托 架，通用公司的汽缸盖、滤油器壳体等ｌ０种零件 都是镁合金制成的。据国际镁协（ＭＡ）的预测，随 着汽车工业的发展，到２０ｌ０年，全球镁合金在汽 ｚ。。 年第 期ｌ ３７ 维普资讯 http://www.cqvip.com 一画 车上的应用￣２０００年的３ ｋｇ／辆增加到４０ ｋｇ／辆。 除了传统汽车外，镁合金在电动汽车上的使用也 已进入研究阶段，福特公司１９９８年推出的Ｐ２０００系 列（如图７）的Ｄｉａｔａ混合动力轻质概念车使用了 １０３ ｋｇ镁合金，这是目前单车使用镁合金的最高 记录。 图７福特Ｐ２０００轻质概念车 日本镁合金的开发与应用也十分迅速，１９９０ 年每辆汽车用镁量仅５ ｋｇ，而１９９７～１９９８年度对 汽车用镁压铸件需求大幅度增加，由１９９６ １９９７ 年度镁压铸件的２ ４５０ ｔ，增至１９９７～１９９８年度的 ３ ３００ ｔ。８０年代末期，日本开发出镁合金低压铸 造装置，为镁合金的开发与应用提供了保证由 此，经过研究相继开发了一系列镁合金压铸产 品，如丰田汽车公司首先制造出镁合金汽车轮 毂、转向轴系统、凸轮罩等零部件，２００１年，丰 田推出的４座轻量小型概念车ＥＳ３（如图８），在 前排座椅后部采用以镁合金为框架的网状结构。 目前，日本的各家汽车公司都生产和应用了大量 的镁合金壳体类压铸件。２００４年３月，日本独立行 政法人产业技术综合研究所利用阻燃性镁合金挤 压材料制作而成的汽车顶箱，与市场ＦＲＰ强化塑 料产品相比，重量大约可减轻２５％。 图８丰田４座轻微型概念车 澳大利亚ＣＡＳＴ公司于２００４年９月成功研制出 可在高温下使用并用于制造未来汽车引擎的镁合 金ＡＭ—ＳＣＩ，这种合金可减少引擎重量的７０％，该 合金已在德国大众汽车上进行了５．６万ｋｍ运行试 验，美国福特汽车制造厂于２００４年底率先使用该 合金生产福特２．５ Ｌ ＤＵＲＡＴＥＣ引擎。 ２０世纪７０年代以来，各国尤其是发达国家 对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限 制，汽车轻量化呼声很强烈。１９９３年欧洲汽车制 造商提出“３ Ｌ汽油轿车”的新概念；美国提出 ３８ Ｉ ｚ。。 年第 期 了“ＰＮＧＶ”（新一代交通工具）的合作计划。 其目标是生产出消费者可承受的每百ｋｍ耗油３ Ｌ 的轿车，且整车至少８０％以上的部件可以回收。 这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术， 生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽 车。单车用镁合金的质量已经成为衡量汽车性能 的标准之一，１９９９年全球单车平均用镁合金铸件 ３ ｋｇ，欧美单车用镁量较高，如“甲壳虫”单车 用镁量已经超过２０ ｋｇ，预计２０年后平均单车用镁 量会超过１００ ｋｇ。 ３．３ 国内镁合金在汽车上的应用 在我国采用铸造镁合金已有３０多年的历史， 但主要用于航空航天工业的飞机机轮、壳体、机 座等等，在汽车行业则起步较晚，目前仅有十余 家企业从事镁合金压铸件的生产和研究。我国研 究者通过在ＡＺ系合金中加入钙、硅、锑、锡、 铋、稀土等元素，研制成功一系列新型高温抗蠕 变镁合金。通过这些合金元素的微合金化作用， 使ＡＺ９１Ｄ合金从原来只应用于汽车的结构部件 （阀套、离合器壳体、方向盘轴、凸轮罩、刹 车托板支架等）扩大到高温部件（齿轮箱、曲轴 箱、发动机壳体、油盘等）。上汽、一汽、二汽以 及长安汽车公司在研究和开发镁合金在汽车领域 应用发挥了重要作用ｌ８］。 上汽在国内最早将镁合金应用在汽车上。２０ 世纪９０年代初，上海大众公司首次在桑塔纳轿车 上采用镁合金变速器壳体、壳盖和离合器外壳。 目前桑塔纳轿车镁合金变速器外壳年用镁量达 ２ ０００ ｔ以上，镁合金汽车压铸件生产和应用技术 已经十分成熟。镁合金踏板支架压铸件已经开始 批量生产供货。电动汽车镁合金电机壳体零件全 部通过电子部２１所的台架试验，正在进行装车试 验。目前桑塔纳轿车使用镁合金量约８．５ ｋｇ／辆。 一汽开发了抗蠕变镁合金，可用于制造高温 负载条件下汽车动力系统部件；还成功开发出汽 缸盖罩盖、脚踏板、方向盘、增压器壳体、传动 箱罩盖等镁合金压铸件，并已应用于生产。～汽 奥迪生产的Ａｕｄｉ Ａ６ ２．８（如图９）采用高技术控制 系统集中使用镁合金材料，减轻了２７ ｋｇ重量。 图９一汽Ａｕｄｉ Ａ６ ２ ８轿车 维普资讯 http://www.cqvip.com
镁合金在汽车领域中的应用（－－）一一镁合金在汽车领域的应用背景和发展现状 胡斌等 二汽结合我国汽车零部件压铸生产企业设备 现状，开发研究镁合金冷室压铸工艺生产汽车零 件的全套技术。研发的镁合金零部件包括：载重 汽车脚踏板、变速箱上盖、制动阀壳体、真空助 采购体系，利用国内镁资源优势所形成的价格优 势，有望形成世界有影响力的镁合金零部件生产 基地。欧洲汽车生产商正日益把亚洲尤其是中国 作为采购便宜部件的重要地区… ］。 参考文献： ［１］黎前虎，刘祖明．镁合金压铸在中国汽车．Ｚ－，＿ｌｋ中的应用现 状［Ｊ］．中国镁业，２ ００４：２． 力器隔板、发动机汽室罩盖、富康轿车用的方向 盘芯、缸体罩盖、进气管、门锁芯壳、转向支架 等系列产品。东风研发和生产的镁合金压铸件与 其它材料相比的减重情况见表２。目前，东风已有 ［２］郝晓华．镁在汽车领域应用中向铝的挑战［Ｊ］．世界有色金 ８种镁合金脚踏板安装在东风“天龙”系列重型卡 车上，２００３年底用镁量已达３００ ｔ以上。 表２东风汽车公司开发和生产的镁合金压铸件 零件名称 原用材料雩应用车型 镁 量 Ｋ ，Ｊ ｌ ｒ Ｋｇ 长安汽车集团生产的“长安之星”微型车 （如图１０）上实现了单车用镁合金８ ｋｇ，这一水 平刷新了国内领先水平，达到国际先进水平。生 产的变速器、上下箱体延伸体和缸罩等７种零件已 通过台架试验和道路试验。２００４年已大批量装车 进入市场销售。 图１０长安汽车“长安之星”微型车 我国汽车产业目前已进入一个高速增长的时 期。２００５年我国全年汽车产销累计５７０万辆，２００６ 年中国汽车需求将增长１５％～２０％，按每车用镁 ２ ｋｇ保守用量估计，我国汽车用镁量将达１．３万ｔ 的规模。如能达到单车用镁量１５ ｋｇ，我国汽车用 镁可达１Ｏ￣ｉ＇ｔ。除了直接生产汽车的行业外，其他 行业正在建设或已经建设了镁合金零部件出口基 地，如深圳力劲、浙江岱山、威海万丰等已开始 接受国外汽车零部件订单。随着进入ＷＴＯ后，我 国汽车工业特别是汽车零部件产业逐步融入全球 属，２ ００５，（４）：５３－５６． ［３］罗思东．镁合金在汽车上的开发与应用［Ｊ］．汽车ｉｆ－艺与材 料，２ ００４，（６）：３８—４１． ［４］彭建，张丁非，谢槐元，等，国内汽车镁合金应用展望［Ｊ］， 材料导报，２ ００４，（３）：１９３－１９５． ［５］贺岩松，杨诚．镁合金在轻量化汽车中的应用［Ｊ］．汽车ｉｆ＿ 艺与材料，２００２，（６）：２５－２７． ［６］张高会，张平则，潘俊德．镁殁镁合金的研究现状与进展［Ｊ］．世 界科技研究与发展，２００３，（１）：７２—７８． ［７］袁序弟．镁合金在汽车工业的应用前景［Ｊ］．汽车制造与 装备，２００５，（４）：６６－－６９． ［８］张丁非，彭建，丁培道，等．镁及镁合金的资源、应用及 其发展现状［Ｊ］．材料导报，２ ００４，（４）：７２－７６． ［９］曾小勤，丁文江．镁合金研究应用现状与发展趋势［Ｃ］．中国 镁协第六届年会暨信息交流会文集昆明：中国镁＿仂、２ ００３． ［１Ｏ１瞿春氘曾小勤．镁合金的开发与应用［Ｊ］．机械 工程材料， ２００１，２５（１）：６． ［１１］赖华清，徐翔．镁合金在汽车中的应用［Ｊ］．天津汽车，２００３， （４）：２０－２２． ［１２］江泺．确立汽车产业在我国的地位［Ｎ］．上海汽车报， ２ ００３－０６－１ ５． ［１３］吕振宜，王渠东，曾小勤，等．镁合金在汽车上的应用现状 ［Ｊ］＿汽车技术，Ｉ９９９：２８－３Ｉ． ［１４１杜丈博，等镁合金在交通工具中的应用现状［Ｊ］．世界有色 金属，２００６，（２）：ｌ９＿２１． ［１５］Ｇｏｋｅｎ Ｊ，Ｂｏｈ１ｅｎ Ｊ，ｔｌｏｒｔ，ｅｔ ａ１．Ｎｅｗ ｄｅｖｅ１ｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｍａｇｎｅ ｓ ｉｔｉｍ ｔ ｅｃｈｎｏ１ＯｇＹ ｆＯ ｒ １ ｉ ｇｈｔ ｗｅ ｉｇｈｔ Ｓｔ ｒｕｃｔｔｉｔｅ ｓ ｉｎ ｔ ｒａｎ Ｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｕ Ｓｔ ｒｉ ｅ ｓ［Ｊ］． Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｓ Ｓ Ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＦＯ ｒ ｕ１１ｌ，２ ０ ０ ３，４ ２ ６—４ ３ ２ （１）：１ ５ ３—１ ６０． ［１ ６］Ａｇｈｉｏｎ Ｅ，Ｂｒｏｎｆｉｎ Ｂ，Ｆｒｉ ｅｄｒｉｃｈ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ１ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎｅｗ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａ１１ｏｙｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔ ｒａｎ ｓｐｏ ｒｔ ａｔｉｏｎ ｉｎｄｕ Ｓｔ ｒｙ［Ｊ］．Ｍａｇｎｅ Ｓｉｔｉｍ Ｔｅｃｈｎｏ１ｏｇｙ，２ ００４：１ ６７—１ ７２． ［１ ７］Ｌｔｉｏ Ａ Ａ．Ｍａｇｎｅ Ｓ ｉｔｉｍ：Ｃｕｒ ｒｅｎｔ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔ ｉ ａ１ ａｕｔｏｍｏｔ ｉｖｅ ａｐｐｌ ｉｃａｔ ｉｏｎｓ…．Ｊ０Ｍ＇２００２，５４（２）：４２—４８． ［１８］丁文江，等．镁合金科学与技术［咖．北京：科学出版社， ２ ＯＯ７． ２００７年第４期 ｌ－ ３９ Ｉ
