鎂合金在汽車板的應用優(yōu)勢

與其它金屬相比鎂合金具有很多性能優(yōu)勢：

（1）密度小，常用金屬中最輕的金屬 例如AZ91鎂合金的密度是1.81g·cm^-3，約為鋁的2/3，鋅的1/4，不到鋼或鑄鐵的1/4，接近工程塑料的密度。對于含30%玻璃纖維的聚碳酸酯復合材料來說，鎂的比重也不超過它的10%。因此鎂合金的使用可有效減輕汽車的質量。

（2）比強度高  抗拉強度、屈服強度、伸長率與鋁合金鑄件相當。從設計者的立場考慮，密度小的金屬若不具有高強度，將沒有意義。實驗顯示，鎂合金的比強度比鋁合金和鋼高。因此在不降低零部件強度條件下，鎂合金鑄件比鋁鑄件的重量減輕大約25%。

（3）熱傳導性好  具有良好的耐腐蝕性能、電磁屏蔽性能、防輻射性能，可進行高精度機械加工，且熱傳導性好，雖然鎂合金的導熱系數(shù)不及鋁合金，但是比鋼高近1倍，比塑料材料高10倍。因此鎂合金已廣泛用于壓鑄汽車輪轂上，可有效散發(fā)制動摩擦熱量，提高制動穩(wěn)定性。

（4）良好的焊接和鑄造性能  鎂合金的熔點、比熱容和相變潛熱比鋁合金低，融化耗能較少，固化速度快，動力粘度低具有良好的壓鑄成形性能和尺寸穩(wěn)定性，壓鑄件生產(chǎn)周期比鋁合金短，易形成薄壁結構件，壓鑄件壁厚最小可達0．15 mm，鎂與鐵的親和力小，固溶鐵的能力低，不易粘模，鑄模壽命比生產(chǎn)鋁合金高2，3倍，適合制造各類汽車壓鑄件。

（5）對振動、沖擊的吸收性能好  具有良好的阻尼系數(shù)，鎂合金對振動能量的吸收能力強，消震性能優(yōu)于鋁合金和鑄鐵，用于驅動和傳動部件上可以降低噪聲，用于座椅、輪圈、方向盤可以減少振動，在汽車發(fā)出碰撞后很好地吸收沖擊能量，提高汽車的安全性和舒適性。

（6）抗凹陷性能好  鎂合金與其他金屬相比抗變形能力強，由沖擊而引起的凹陷小于其它金屬。

（7）易于機械加工  鎂合金非常易于機械加工，在無冷卻液、無潤滑劑的情況下能實現(xiàn)高負荷加工，得到光潔的加工面，衡量機械加工的指標之一是動力消耗量。

（8）易于回收再生?；厥盏逆V合金可直接熔化再進行澆鑄，且不降低其力學性能。鎂合金同其它金屬相比，熔點低，比熱小，在再生溶解時所消耗的能源是新材料制造所消耗能源的4%。此外，鎂合金的電磁波屏蔽性好，外表美觀。

更為重要的是，鎂是自然界中分布最廣的元素之一，約占地殼質量的2.35%，列第八位，僅次于O、 Si、Al、Fe、Ca、 Na、K，由于鎂本征化學性質活潑，在自然界中主要以化合物的形式存在，在陸地上的含量為1.930%，海水中的含量為0.42%，達2.1×10¹⁵t。我國是世界上鎂礦資源最富有的國家。主要含鎂資源包括菱鎂礦：資源總量31.45億t，居世界首位；白云石：資源總量約40億t；鹽湖鹵水：柴達木盆地鎂鹽保有儲量48.15億t^[4]。豐富的鎂礦資源為我國鎂產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了最可靠的資源保障。相反，鐵礦及鋁礦資源則相對貧乏一些。已探明世界儲量的鐵礦石與鋁土礦的可采儲量保障年限只有約70年和50年。我國的鐵、鋁資源更加貧乏，儲量僅占世界比例18.7%和2.3%，可采儲量保障年限分別在30年左右和10年以下。

從污染角度講，鋼鐵的質量密度大，消費量大，其制品在使用過程中易造成高能耗和污染排放；鋁雖為輕質材料，但僅鋁電解一個工藝環(huán)節(jié)的電耗就占到整個有色工業(yè)的90％，并也間接導致高污染排放。而被冠以“21世紀綠色結構材料” ^[5]美譽的金屬鎂在這些方面則相對好一些。

據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2008年1?8月份全國共產(chǎn)原鎂44.89萬噸,同比增長16.8%。需要說明的是，由于受到國際各種金屬材料的影響，剛才價格的上升，使鎂合金成本方面的劣勢進一步減小，鎂合金的綜合優(yōu)勢進一步明顯。因此，對于盛產(chǎn)鎂合金資源的中國來說，中高檔轎車采用鎂合金制作汽車零件也就更加彰顯優(yōu)勢了。

鎂合金在汽車上的使用部位

自1970年中東石油危機以來, 為減輕汽車質量以降低油耗和污染, 提高安全性能, 鎂合金材料在汽車工業(yè)中的應用與日俱增。目前, 汽車工業(yè)中鎂合金用量較多的地區(qū)和國家主要是北美、歐洲、日本和韓國。綜合部分廠家的使用情況，到目前為止，汽車上共有60多個零部件采用鎂合金：

 車內(nèi)構件: 儀表盤、座椅架、坐位升降器、操縱臺架、氣囊外罩、轉向盤、鎖合裝置罩、轉向柱、轉向柱支架、收音機殼、小工具箱門、車窗馬達罩、剎車與離合器踏板托架、氣動托架踏板等。

 車體構件: 門框、尾板、車頂框、車頂板、IP橫梁等。

發(fā)動機及傳動系統(tǒng): 閥蓋、凸輪蓋、四輪驅動變速箱體、手動換擋變速器、離合器外殼活塞、進氣管、機油盤、交流電機支架、變速器殼體、齒輪箱殼體、油過濾器接頭、馬達罩蓋、氣缸頭蓋、分配盤支架、油泵殼、油箱、濾油器支架、左側半曲軸箱、右側半曲軸箱、空機罩、左抽氣管、右抽氣管等。

底盤: 輪轂、引擎托架、前后吊桿、尾盤支架。

鎂合金減速器外殼采用壓鑄的方法制造，具有重量輕，噪音低的優(yōu)點。

采用鎂合金輪轂能達到輕量化的目的，與鋁合金輪轂相比，重量減輕30%左右。同時還能提高汽車的使用性能。因此在賽車及某些高檔車上開始使用鎂合金輪轂。

鎂合金應用存在的問題

鎂合金是汽車上最具有潛力的結構材料，21世紀將是鎂合金應用飛速發(fā)展的時代，以顯著的減重節(jié)能效果、優(yōu)良的可回收再生性、良好的鑄造及尺寸穩(wěn)定性和抗震等特性，受到世界汽車工業(yè)的青睞。它是汽車輕量化中取代鋼鐵及部分鋁合金和塑料的首選材料，同時我國鎂資源豐富，鎂合金的發(fā)展有可靠的原料來源。目前，汽車上使用鎂合金件的量越來越大，但鎂合金應用還存在一些問題。一是廢鎂回收方法少，回收成本高。二是腐蝕問題。鎂是活潑金屬，很容易氧化和腐蝕，幾乎沒有低成本的方法來保證穩(wěn)定的生產(chǎn)工序。三是鎂合金沒有足夠的性能數(shù)據(jù)庫。目前鎂合金基礎數(shù)據(jù)不夠，無負責收集整理和宣傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)的機構，無系統(tǒng)的力學性能測試數(shù)據(jù)，在腐蝕、熱膨脹和模具設計等方面數(shù)據(jù)也不夠。因此，應該建立充分的鎂合金數(shù)據(jù)庫，設計出成本低、質量好的部件。中國汽車工業(yè)應緊跟世界汽車用材的發(fā)展趨勢，大力開發(fā)鎂合金在汽車上的應用。

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