文档介绍：镁合金材料在汽车中的应用
随着镁合金熔炼和制造技术的不断进步,冶炼技术成熟,杂质含量较低,耐腐蚀性提高,使其在汽车工业领域中获得了较快的发展。镁合金在汽车上的应用,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。
随着现代汽车节能降耗要求的不断增强,安全和环保法规日趋严格,轻量化的需求也变得更为迫切。节能降耗成为汽车新产品开发的难点和重点,轻质材料的应用成为减重节能的重要手段。镁合金作为工业用材中最轻的金属材料,在汽车上的应用也越来越广泛。如何把握好镁合金的特点,新产品的研究和应用,是汽车轻量化设计和节能降耗的重要课题。
镁合金特性
当今,钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料,按重量计算,三类材料占整车比例合计约为80%,其中钢铁约占62%,铝合金和塑料大体相当,均占8%-10%。%,平均重量约5kg,但近几年的增幅却较大。,是铝的2/3,钢的2/9,和塑料相当,是最实用的减重轻金属材料。镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。正因为如此,镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。据资料介绍:轿车质量每减轻100kg,油耗可降低5%。如果每辆汽车使用70kg镁合金,CO2年排放量能减少30%以上。汽车减重可以提高其加速性能;顶部和车门减重,可以降低汽车重心,增强稳定性;前部减重,可以使汽车重心后移,改善操纵性能。
同时,镁的减振系数远高于铝和钢铁,具有优良的抗冲击性能,有利于减振降噪,选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声,受冲击时能吸收更多的能量。镁合金的散热性好,抗电磁干扰性高,使汽车更为安全舒适。
常用镁合金类型及其性能
由于交通工具轻量化的推动,世界各国都展开了对镁合金的研究,而限制镁合金发展的一个主要原因是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差,因此新材料的研发主要是针对这一问题进行,概括的说主要包括两个方面,一是对现有合金的优化,主要是针对现有的商业镁合金,特别是对AZ、ZK系合金进行改性,通过添加合金元素以期改善合金的高温性能;二是新合金系的开发,主要是指新型Mg-RE系的研发。
镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系(Az系列)、Mg-Al-Mn系(AM)和Mg-Al-Si-Mn系(AS)、Mg-Al-RE系(AE)、Mg-Zn-Zr(ZK)、Mg-Zn-RE系(ZE)等合金。
镁合金在汽车上应用状况
世界上镁合金用于交通工具,虽然有80年的发展史,但因为其材料的耐腐蚀性差,生产工艺和材料成本较高等因素,使得镁合金在汽车上的应用较慢。近年来随着镁合金熔炼和制造技术的不断进步,冶炼技术成熟,杂质含量较低,耐腐蚀性提高,使其在汽车工业领域中获得了较快的发展。镁合金在汽车上的应用,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。
在欧洲市场上,汽车上有60多种零部件可以采用镁合金。汽车用镁合金压铸件正在以年均25%的速度增加;,但是汽车用镁合金量正在以年均20%的速度上升。北美正在使用和研制的镁合金汽车零部件有100多种,是世界上汽车用镁合金含量最大的地区,-。
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