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镁金属在汽车工程中的应用
作者: 周应军 来源: 网友推荐 日期: 2002年02月28日

    轻量化在提高汽车的经济性、动力性及环保方面具有举足轻重的意义。同时,这也正是汽车制造商孜孜不倦地探求高性价比轻金属材料的动力之源。

    被誉为21世纪新生代金属的镁正以其优良的铸模特性、轻质及良好的散热性赢得汽车制造商的青睐。近年来,北美汽车工业的镁消耗量呈现出35%的年均增长率。随着镁金属运营成本的进一步降低,镁金属在汽车工程中的应用将更为普及。

一.镁金属的性能优越性

    1. 比重轻(密度小)。镁金属是最轻的常用金属之一,其比重为1.74g/cm3。该数值仅为钢材(7.85g/cm3)的1/4和铝材(2.7g/cm3)的2/3。加之优良的铸模特性,镁金属无愧为当今强度重量比(比强度)最佳的常用金属材料。

    2. 比热小。小比热镁金属的铸模生产率比铝材高出1.5倍,同时其模具的使用寿命是铝件生产模具的2倍。镁金属具有均匀的收缩率,因而能够保证铸件的尺寸稳定性。即铸件无需消除应力处理便可获得较高的尺寸精度。

    3. 优良的铸模特性。具有触变作用的半固态镁金属在剪力(压力)作用下能够快速液化,进而提高了流动性(有利于铸模成型)。相比之下,普通金属材质在铸模之前必须加热到实现充分流动的高温状态。

二.镁金属在汽车工程中的应用

    目前,镁金属主要应用于汽车的内饰部件。例如,转向柱支架、仪表板骨架、座椅底座、方向盘、天窗导轨总成及CD/盒带播放机安装支架等。现在,镁金属正呈现出向发动机部件及外部面板方向拓展的趋势。这些部件主要包括:车顶面板、引擎罩、行李箱盖、车轮、进气歧管、汽缸盖、机油底壳、起动机/发电机及发动机壳体等。

    引擎罩下的高温部件,如发动机及变速器部件是镁金属拓展应用领域的焦点。研究表明,高蠕变阻力的镁合金具备满足这一应用的前提条件。高蠕变阻力意味着材质在高温下不变形,从而螺栓不会自行松动。

    如今,六家欧洲汽车制造商已经着手镁制发动机缸体的研制工作。据其中一家正进行镁制缸体发动机路试的制造商预言:第一台量产镁制发动机缸体可望于3~5年内推出。

    镁金属在汽车工程中的应用逐步拓宽。在1990年,每辆汽车中镁金属的用量仅为1.4kg,2000年时这一数据达到了3.6kg(仍低于其轻金属竞争对手铝,据称2000年单车铝用量已达112kg)。虽然从材料成本角度而言,镁金属并不具有特别的优势,但是其卓越的物理及化学特性必将为其赢得更为广阔的发展空间。据估计,在未来的十年内,单车镁用量将达到50~60kg。

    为了确保充足可靠的镁源,福特公司于1996年投资了澳洲镁公司(AMC),并计划于2004/05年实现40,000~50,000吨的年度镁用量。届时其车身构件也将大量采用镁金属。福特2001 Explorer装备了镁制仪表板骨架。现在镁制仪表板骨架正逐步扩展到福特F系列的全部车型中。

    大众欧洲产MY03车计划使用MRI 153镁合金制造部分变速器和离合器部件及变速器壳体。同时,大众镁制发动机缸体也正在研制之中。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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