汽车轻量化技术之镁合金课件.pptx

1、1镁合金在汽车上的应用镁合金在汽车上的应用2镁合金特点及用途镁合金在汽车上的应用世界大汽车公司对镁在汽车各部件上的应用镁合金在汽车上未来的发展趋势和意义3镁合金简介镁合金简介镁合金是一种绿色环保的金属材料，质地很软，只有钛的镁合金是一种绿色环保的金属材料，质地很软，只有钛的2/52/5，铝的，铝的2/32/3，色泽鲜艳，不易褪色，色泽鲜艳，不易褪色；镁合金的比重约镁合金的比重约1.7，为锌的为锌的1/4，钢的，钢的1/5，甚至比铝合金，甚至比铝合金(比重约比重约2.7)的比重也的比重也轻轻1/3。镁合金中的合金元素主要有铝，锌各锰，有时也加镁合金中的合金元素主要有铝，锌各锰，有时也加入少量的锆

2、，铈，钍等。入少量的锆，铈，钍等。镁合金与铝合金、钢、铁相比具有镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量较低的弹性模量，在同，在同样受力条件下，可消耗样受力条件下，可消耗更大的变形功更大的变形功，具有，具有降噪降噪、减振减振功功能，可承受能，可承受较大的冲击震动负荷较大的冲击震动负荷。主要取代铸铁、铝合金、。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。塑料和钢制冲压焊装组合件，多以压铸件为主。4镁合金按制造工艺可分为变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金多用作航空航天器的结构材料和飞机蒙皮等。铸造镁合金多用于制造飞机、汽车、摩托车、电影机械的零部件，以减轻重量，提高性能。水

3、箱模组支架（Ford）排挡操控台（Audi）5镁合金的特点镁合金的特点 1镁合金具有较好的铸造性和加工性能：（1）铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm。（2）镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50，最高可达两倍。（3）镁合金有相当好的切削加工性能，切削时对刀具的消耗很低，切削功率很小。镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为：1：1.8：3.5：6.3。2镁合金电磁屏蔽性能和导热性均较好，适合于作发出电磁干扰的电子产品的壳、罩，尤其是紧靠人体的手机。镁合金与铝、铜等有色金属一样具有非火花性，适合做矿山设备

4、和粉粒操作设备。镁合金表面具有非粘附性，适合于做在冰、雪、沙尘中运动的产品。镁合金有较好的耐磨性，适宜做缠绕滑动设备。63有较高的尺寸稳定性，稳定的收缩率，铸件和加工件尺寸精度高，适于做样板，夹具和电子产品外罩。4对缺口的敏感性比较大，易造成应力集中。5可回收。与塑料类材料相比，镁合金具有可回收性。这对降低制品成本、节约资源、改善环境都是有益的。6抗EMI电磁波：镁合金为非磁性金属，电磁遮蔽性能优良。7镁合金的主要用途镁合金的主要用途 应用产业应用产品 汽车零件车座支架、仪表板及托架、电动窗电机壳体、升降器及轮轴电枢、油门踏板、音响壳体、后视镜架 自行车零件避震器零件、车架、曲柄、花壳、三/五

5、通零件、轮圈、刹车手把 电子通讯笔记本计算机外壳、MD外壳、移动电话外壳、投影机外壳 航天国防航空用通信器和雷达机壳、飞机起落架轮壳 运动用品网球拍、滑雪板固定器、球棒、射弓中段与把手 器材工具手提电动锯机壳、鱼钓自动收线匣、控制阀、相机机壳、摄像机壳8可以镁合金化的汽车零件可以镁合金化的汽车零件 悬吊系统总成零件名称：车轮，备用轮胎，控制臂(2个，后方)，控制臂(2个，前方)，引擎架，后方支架 内装总成零件名称：仪表板、横梁，仪表板支架，椅背椅座，气囊零件 方向盘总成方向盘零件 车身总成零件名称：保险杆补强横梁，铸造车门内衬，铸造A/B柱，挡风片开关补强材，行李架，侧镜 刹车系统总成零件名称

6、：ABS零件，离合器/刹车踏板托架，踏板零件 电气机械零件交流电箱，音响/EEC零件，雨刷电机，交流电/AC托架 动力系统总成传动(阀体、箱、侧盖、启动器)，传动箱(总重量12kg的15%)，发动机组，支撑托架，罩套(油/水泵，机车马达)，汽缸盖，吸气歧管，引擎支架，油盖，前盖9三菱镁合金车身三菱镁合金车身10镁合金在汽车领域上的应用镁合金在汽车领域上的应用 目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。(1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。仪表盘仪表盘引擎盖引擎盖11 2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支

7、架等。座椅框架座椅框架方向盘方向盘12根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g，年排放量减少30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。13目前汽车上各种材料的重量比例目前汽车上各种材料的重量比例14 目前汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。这三部分地区1995年的用量为42kt，到1997年增至67kt，预计到2006年将达到200kt。下表为这三个地区1995200

8、5年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况。北美、欧洲、日韩等地19952005年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况(kt)表 年份 地区 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2005 北美 23 31 38 41 47 45 80 欧洲 10 20 17 23 29 33 58 日、韩 2 2 3 4 5 6 22 其它 7 7 9 9 10 11 22 共计 42 50 67 77 91 95 182 15全球限量全球限量500辆辆雷克萨斯雷克萨斯LFA超级跑车首亮第四超级跑车首亮第四十一届东京车展十一届东京车展车身采用轻量化材料：镁合金、铝合金、钛合金等车身采用轻量化材料

9、：镁合金、铝合金、钛合金等16引领新睿名仕风尚引领新睿名仕风尚全新捷豹全新捷豹XJ2010年即将登陆年即将登陆铝镁合金外衣打造铝镁合金外衣打造5.7秒脱兔动力秒脱兔动力17中国载货车和轿车对镁合金的需求量中国载货车和轿车对镁合金的需求量2005年达4.785万吨，2010年可望达6.13万吨，2015年预计可达6.9万吨，2020年将可达7.56万吨。18 我国汽车厂镁合金件的使用还刚刚开始，目前一汽、东风和上海大众等厂家已在使用，上海桑塔纳轿车的变速箱壳体，壳盖，及离合器外壳等使用镁合金量约8.5千克，总的来说还远远落后于西方工业发达国家，这方面的潜力还很大。19中国铝镁金属生产规模进展中国

10、铝镁金属生产规模进展20世界大汽车公司对镁在汽车各部件上的应用世界大汽车公司对镁在汽车各部件上的应用 世界各大汽车公司都已经把采用镁合金零部件的多少作为衡量其汽车产品技术是否领先的标志。根据1997年NorskHydr0公司对于汽车用镁合金压铸件消耗量的统计与预测，1996年为51kta，2000年增加到100kta，2006年则增加到200kta。宝马汽车公司计划在今后20年内将每辆汽车的镁合金用量提高到113kg。宝马公司人士预测，2020年全世界每辆汽车平均用镁合金100千克，世界汽车产量为6000万辆a，则需镁材6Mta，市场无限。21宝马镁合金发动机宝马镁合金发动机22美国福特、通用

11、、克莱斯勒三家公司在每辆汽车上采用的镁美国福特、通用、克莱斯勒三家公司在每辆汽车上采用的镁合金铸件分别达到合金铸件分别达到30个，个，45个和个和20个。瑞典最新推出的沃个。瑞典最新推出的沃尔沃尔沃CP2000车型，全重车型，全重700千克，所用镁合金件达千克，所用镁合金件达50千克，千克，包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、进包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、进气歧管、气缸体等重要部件。气歧管、气缸体等重要部件。福特镁合金离合器引擎座架(GM)23镁合金轮毂镁合金轮毂24 本田轿车部分零件在使用镁合金后相对其原来材料的重量减轻百分比如下表所示。本田轿车部分零件在

12、使用镁合金后相对其原来材料的重量减轻百分比下表 改用镁合金的零部件 原先所用材料 相对减轻()转向柱上支架 铝合金 65 转向轴 钢材 45 气缸盖 铝合金 30 制动踏板托架(整体压铸成)钢板冲压后焊接 40 轮盘 铝合金 15 4轮驱动器变速箱体 铝合金 25 25 镁合金正在从一般结构铸造件向着高性能轻合金结构框架、精密复杂应用条件的方向发展，正在由军工向着民用不断推广，同时加工技术向数控化、高速化、自动化技术方向发展，向材料制备与构件成形同时制造的方向发展；制造技术向信息化、数字化及设计一制造一体化方向发展。我国镁合金制造技术正处在一个新的变革时代，它将为新一代工业与民用设备的研制提供更先进的材料与制造技术。