1 镁合金在汽车工业中的应用

近些年来，西方各大汽车公司都在不断研究在汽车中应 用镁合金零件，分析可得知近些年来全球范围内使用镁合金 铸件的用量呈现出高速增长的情况。目前，在汽车的阀壳、 齿轮箱、曲轴箱、车轮、前灯支承托架、离合器壳体、变速 箱、制动/离合器踏板托架等几十种零件都有应用到了镁合 金压铸材料。例如，福特公司中一些汽车在中座或后座的 支架以及离合器壳体、齿轮变速箱等近 10 多种零件都应用 到了镁合金材料。尤其是在美国进行研制的一种轮毂是应用 到镁合金材料，其能保证在轮胎被扎穿的情况下汽车仍然能 够行驶到 48km/h，而行驶过程中汽车不受损坏。最近西方先 进国家又在研究大型汽车镁合金零件，例如车门、座椅支架 等。根据相关报导，自 2000 年以来，大量应用镁合金材料 的汽车将会被研制出来，可以得知，镁合金材料在汽车应用 中发展前景是非常广阔的。

镁合金部件在汽车中得到应用带来的好处显而易见

（ 1）汽车轻量化设置也间接降低了燃料消耗。

（ 2）镁合金材料的拉伸能力、屈服能力以及伸长率都 与铝合金汽车应用铸件相当。

（ 3）镁合金材料具有良好的耐腐蚀性及电磁屏蔽性， 可承受高精度的机械加工，并具有良好的导热性，可应用于 汽车轮毂压铸，同时能够有效对制动摩擦热进行分配，提高 汽车进行制动稳定性。

（ 4）镁合金材料能够实习良好的压铸成型并能够保证 成型器件尺寸稳定，压铸成型器件最小壁厚可达 0.15 mm， 能够适用于各种类型的汽车。

（ 5）镁合金材料具有良好的阻尼系数，其进行消震的 能力强于铝合金和铸铁，镁合金材料可用于汽车外壳能够减 少噪音，用于座椅以及车轮可以减少汽车振动，从而能够实 现汽车安全性和舒适性的提高。

（ 6）镁合金材料易于回收再利用。镁合金可以进行回 收熔化再直接铸造，并且不降低其机械性能。

2 镁合金应用的现代社会效益

汽车质量对于其进行的能力能耗有直接性影响，当汽车 质量下降 100kg 时其进行消耗的油量会相应的减少 0.7L。镁 金属在单独存在的时候其密度为 1.74 g / cm3，而以镁作为 基础的镁合金比铝合金会在质量上轻约 36％，比锌合金轻约 73％，比钢轻约 77％。在当前进行使用的各种合金材料，镁 合金可以称为是最轻的金属合金材料。近 70 年来不断尝试 由镁合金进行汽车零件的制造以减轻汽车质量，但是人们对 于进行汽车减重的呼声从未像现在这么强烈。近年来，欧盟 对欧洲汽车制造商提出建议，汽车排放废气中 CO 2 含量应 该实现从每公里 183g 下降至 120g，这同样是在要求汽油发 动机在运转过程中每 100 公里需要耗油量不超过 6 升，柴油 发动机每 100 公里需要耗油量不超过 5.3L。当然，人们同时 也可以从汽车燃料管理等方面寻求解决方案，但在这些解决 方法中，汽车实现轻量化处理是非常重要的，镁合金在汽车 制造中进行应用，会对汽车减重带来重要影响。

3 今后在汽车工艺中应用镁合金的发展方向

随着当今汽车制造行业中轻量化不断发展，镁合金部件 的实际应用范围也在不断进行扩大，这就导致需要迫切提高 镁合金的高温抗蠕变性能，针对这个方面，欧美等国家的汽 车制造厂商正在不断进行这个方面的研究。目前在国内还只 有乾通汽车配件有限公司进行 330 手动变速箱的生产提供， 研究出来应用材料的最高适应工作温度在 180℃，这个温度 并不能满足汽车中自动变速箱性能要求，与发达国家质检仍 然存在较大的差距[2]。为了能够提高镁合金在汽车应用中高 温抗蠕变性能，并不断扩大其实际应用范围，未来的研究工 作应主要在以下三个方面进行。

（ 1）高温抗蠕变性镁合金材料的开发

对成本和性能两方面因素进行综合性考虑， Mg 一 Al 一 Si 一 Ca 系列的镁合金属于是两种有前途的耐高温抗蠕变的 镁合金。对于我国稀土资源以及稀土镁合金丰富储量进行充 分的考虑，开发其优良性能，研究具有抗高温蠕变效果的稀 土镁合金，对我国汽车制造行业具有重要意义。

（ 2）开发耐高温抗蠕变镁合金压铸技术

对于压铸镁合金材料进行综合性研究，可以找到一种这 样的趋势，即为在镁合金材料进行开发和研究过程中中，主 要使用的是砂型和金属型铸造方式，其实际进行铸造的工艺 并没有在压铸条件洗进行测试，与实际使用要求存在很大的 差距。因此进行新型耐高温抗蠕变镁合金开发的过程中，必 须要对压铸工艺进考虑。此外，由于一些耐高温抗蠕变性的 镁合金应用零部件一些特殊性要求，仍需要改进目前的压铸 技术。

（ 3）稀土—镁中间合金的研究开发

目前对于稀土镁合金压铸等方面的研究取得了较大的 进步，但是对于镁一稀土中间合金的开发研究很少。当前通 用汽车公司通过对了 A 拼 2 合金评估，但是因为成本等方面 的原因必须要放弃该合金，对 Mg 一 Al 一 Si 一 Ca 系镁合金 进行另外开发研究。通过研究，开发出经济适用的镁一稀土 中间合金，降低了镁合金压铸的成本，使得压铸稀土镁合金 成为其在汽车工业中获得应用的关键。

4 结论

随着人们越来越注意环境保护及能源等方面问题，对于 应用越来越广泛的交通运输工具实现轻量化也已经成为人 们更为迫切关注的问题。镁作为汽车等行业应用中最轻的结 构材料也更加得到人们的关注，在接下来的五年内，世界范 围内都将加快对于镁合金汽车零部件的研究发展，如车体中 的仪表盘、座椅架、气缸盖、以及汽车门框和发动机箱等各 种汽车应用的零部件。在世界范围内汽车实现轻量化的发展 过程中，我国汽车工业也开始进行研究生产镁合金方向盘芯、 离合器以及制动踏板支架等相关产品。总而言之，镁压铸件 在汽车工业发展过程中，会随着国产化应用水平的不断提高， 并广泛应用于汽车制造工业。