汽車(chē)輕量化技術(shù)之鎂合金課件

1、1鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用2鎂合金特點(diǎn)及用途鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用世界大汽車(chē)公司對(duì)鎂在汽車(chē)各部件上的應(yīng)用鎂合金在汽車(chē)上未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和意義3鎂合金簡(jiǎn)介鎂合金是一種綠色環(huán)保的金屬材料，質(zhì)地很軟，只有鈦的2/5，鋁的2/3，色澤鮮艷，不易褪色；鎂合金的比重約1.7，為鋅的1/4，鋼的1/5，甚至比鋁合金(比重約2.7)的比重也輕1/3。鎂合金中的合金元素主要有鋁，鋅各錳，有時(shí)也加入少量的鋯，鈰，釷等。鎂合金與鋁合金、鋼、鐵相比具有較低的彈性模量，在同樣受力條件下，可消耗更大的變形功，具有降噪、減振功能，可承受較大的沖擊震動(dòng)負(fù)荷。主要取代鑄鐵、鋁合金、塑料和鋼制沖壓焊裝組合件，多以壓鑄件為主。 4鎂合金按

2、制造工藝可分為變形鎂合金和鑄造鎂合金。 變形鎂合金多用作航空航天器的結(jié)構(gòu)材料和飛機(jī)蒙皮等。 鑄造鎂合金多用于制造飛機(jī)、汽車(chē)、摩托車(chē)、電影機(jī)械的零部件，以減輕重量，提高性能。水箱模組支架（Ford）排擋操控臺(tái)（Audi）5鎂合金的特點(diǎn)1鎂合金具有較好的鑄造性和加工性能：（1）鑄造性能良好，鎂合金壓鑄件的最小壁厚可達(dá)0.6mm，而鋁合金為1.2-1.5mm。 （2）鎂的結(jié)晶潛熱比鋁小，在模具內(nèi)凝固快，生產(chǎn)率比壓鑄鋁件高出40-50，最高可達(dá)兩倍。 （3）鎂合金有相當(dāng)好的切削加工性能，切削時(shí)對(duì)刀具的消耗很低，切削功率很小。鎂合金、鋁合金、鑄鐵、低合金鋼切削同樣零件消耗的功率比值為：1：1.8：3.5

3、：6.3。 2鎂合金電磁屏蔽性能和導(dǎo)熱性均較好，適合于作發(fā)出電磁干擾的電子產(chǎn)品的殼、罩，尤其是緊靠人體的手機(jī)。鎂合金與鋁、銅等有色金屬一樣具有非火花性，適合做礦山設(shè)備和粉粒操作設(shè)備。鎂合金表面具有非粘附性，適合于做在冰、雪、沙塵中運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品。鎂合金有較好的耐磨性，適宜做纏繞滑動(dòng)設(shè)備。 63有較高的尺寸穩(wěn)定性，穩(wěn)定的收縮率，鑄件和加工件尺寸精度高，適于做樣板，夾具和電子產(chǎn)品外罩。4對(duì)缺口的敏感性比較大，易造成應(yīng)力集中。5可回收。與塑料類(lèi)材料相比，鎂合金具有可回收性。這對(duì)降低制品成本、節(jié)約資源、改善環(huán)境都是有益的。6抗EMI電磁波：鎂合金為非磁性金屬，電磁遮蔽性能優(yōu)良。7鎂合金的主要用途應(yīng)用產(chǎn)業(yè)應(yīng)

4、用產(chǎn)品汽車(chē)零件車(chē)座支架、儀表板及托架、電動(dòng)窗電機(jī)殼體、升降器及輪軸電樞、油門(mén)踏板、音響殼體、后視鏡架自行車(chē)零件避震器零件、車(chē)架、曲柄、花殼、三/五通零件、輪圈、剎車(chē)手把電子通訊筆記本計(jì)算機(jī)外殼、MD外殼、移動(dòng)電話(huà)外殼、投影機(jī)外殼航天國(guó)防航空用通信器和雷達(dá)機(jī)殼、飛機(jī)起落架輪殼運(yùn)動(dòng)用品網(wǎng)球拍、滑雪板固定器、球棒、射弓中段與把手器材工具手提電動(dòng)鋸機(jī)殼、魚(yú)釣自動(dòng)收線(xiàn)匣、控制閥、相機(jī)機(jī)殼、攝像機(jī)殼8可以鎂合金化的汽車(chē)零件懸吊系統(tǒng)總成零件名稱(chēng)：車(chē)輪，備用輪胎，控制臂(2個(gè)，后方)，控制臂(2個(gè)，前方)，引擎架，后方支架內(nèi)裝總成零件名稱(chēng)：儀表板、橫梁，儀表板支架，椅背椅座，氣囊零件方向盤(pán)總成方向盤(pán)零件車(chē)身總

5、成零件名稱(chēng)：保險(xiǎn)桿補(bǔ)強(qiáng)橫梁，鑄造車(chē)門(mén)內(nèi)襯，鑄造A/B柱，擋風(fēng)片開(kāi)關(guān)補(bǔ)強(qiáng)材，行李架，側(cè)鏡剎車(chē)系統(tǒng)總成零件名稱(chēng)：ABS零件，離合器/剎車(chē)踏板托架，踏板零件電氣機(jī)械零件交流電箱，音響/EEC零件，雨刷電機(jī)，交流電/AC托架動(dòng)力系統(tǒng)總成傳動(dòng)(閥體、箱、側(cè)蓋、啟動(dòng)器)，傳動(dòng)箱(總重量12kg的15%)，發(fā)動(dòng)機(jī)組，支撐托架，罩套(油/水泵，機(jī)車(chē)馬達(dá))，汽缸蓋，吸氣歧管，引擎支架，油蓋，前蓋9三菱鎂合金車(chē)身10鎂合金在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用目前,鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用零部件可歸納為2類(lèi)。(1)殼體類(lèi)。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機(jī)外殼等。儀表盤(pán)引擎蓋112)支架類(lèi)。如方向盤(pán)

6、、轉(zhuǎn)向支架、剎車(chē)支架、座椅框架、車(chē)鏡支架、分配支架等。座椅框架方向盤(pán)12根據(jù)有關(guān)研究,汽車(chē)所用燃料的60%是消耗于汽車(chē)自重,汽車(chē)自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車(chē)自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車(chē)重量對(duì)環(huán)境和能源的影響非常大，汽車(chē)的輕量化成必然趨勢(shì)。13目前汽車(chē)上各種材料的重量比例14 目前汽車(chē)工業(yè)中鎂合金用量較多的地區(qū)和國(guó)家主要是北美、歐洲、日本和韓國(guó)。這三部分地區(qū)1995年的用量為42kt，到1997年增至67kt，預(yù)計(jì)到2006年將達(dá)到200kt。下表為這三個(gè)地區(qū)1995

7、2005年轎車(chē)用鎂合金鑄件和壓鑄件需求情況。 北美、歐洲、日韓等地19952005年轎車(chē)用鎂合金鑄件和壓鑄件需求情況(kt)表 年份 地區(qū) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2005 北美 23 31 38 41 47 45 80 歐洲 10 20 17 23 29 33 58 日、韓 2 2 3 4 5 6 22 其它 7 7 9 9 10 11 22 共計(jì) 42 50 67 77 91 95 182 15全球限量500輛 雷克薩斯LFA超級(jí)跑車(chē)首亮第四十一屆東京車(chē)展車(chē)身采用輕量化材料：鎂合金、鋁合金、鈦合金等16引領(lǐng)新睿名仕風(fēng)尚 全新捷豹XJ 2010年即將登陸鋁

8、鎂合金外衣打造5.7秒脫兔動(dòng)力17中國(guó)載貨車(chē)和轎車(chē)對(duì)鎂合金的需求量2005年達(dá)4.785萬(wàn)噸，2010年可望達(dá)6.13萬(wàn)噸，2015年預(yù)計(jì)可達(dá)6.9萬(wàn)噸，2020年將可達(dá)7.56萬(wàn)噸。18 我國(guó)汽車(chē)廠鎂合金件的使用還剛剛開(kāi)始，目前一汽、東風(fēng)和上海大眾等廠家已在使用，上海桑塔納轎車(chē)的變速箱殼體，殼蓋，及離合器外殼等使用鎂合金量約8.5千克，總的來(lái)說(shuō)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，這方面的潛力還很大。19中國(guó)鋁鎂金屬生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)展20世界大汽車(chē)公司對(duì)鎂在汽車(chē)各部件上的應(yīng)用世界各大汽車(chē)公司都已經(jīng)把采用鎂合金零部件的多少作為衡量其汽車(chē)產(chǎn)品技術(shù)是否領(lǐng)先的標(biāo)志。根據(jù)1997年NorskHydr0公司對(duì)于汽車(chē)用

9、鎂合金壓鑄件消耗量的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，1996年為51kta，2000年增加到100kta，2006年則增加到200kta。寶馬汽車(chē)公司計(jì)劃在今后20年內(nèi)將每輛汽車(chē)的鎂合金用量提高到113kg。寶馬公司人士預(yù)測(cè)，2020年全世界每輛汽車(chē)平均用鎂合金100千克，世界汽車(chē)產(chǎn)量為6000萬(wàn)輛a，則需鎂材6Mta，市場(chǎng)無(wú)限。 21寶馬鎂合金發(fā)動(dòng)機(jī)22美國(guó)福特、通用、克萊斯勒三家公司在每輛汽車(chē)上采用的鎂合金鑄件分別達(dá)到30個(gè)，45個(gè)和20個(gè)。瑞典最新推出的沃爾沃CP2000車(chē)型，全重700千克，所用鎂合金件達(dá)50千克，包括輪轂、離合器箱、轉(zhuǎn)向齒輪箱、后懸臂、發(fā)動(dòng)機(jī)架、進(jìn)氣歧管、氣缸體等重要部件。福特鎂合金離合器引擎座架(GM)23鎂合金輪轂24本田轎車(chē)部分零件在使用鎂合金后相對(duì)其原來(lái)材料的重量減輕百分比如下表所示。 本田轎車(chē)部分零件在使用鎂合金后相對(duì)其原來(lái)材料的重量減輕百分比下表 改用鎂合金的零部件 原先所用材料 相對(duì)減輕() 轉(zhuǎn)向柱上支架 鋁合金 65 轉(zhuǎn)向軸 鋼材 45 氣缸蓋 鋁合金 30 制動(dòng)踏板托架(整體壓鑄成) 鋼板沖壓后焊接 40 輪盤(pán) 鋁合金 15 4輪驅(qū)動(dòng)器變速箱體 鋁合金 25 25鎂合金正在從一般結(jié)構(gòu)鑄造件向著高性能輕合金結(jié)構(gòu)