轎車輕量化和智能化已成為全球轎車產(chǎn)業(yè)技能開(kāi)展新趨勢(shì)。近年來(lái)，跟著全球節(jié)能減排壓力和開(kāi)展趨勢(shì),各國(guó)紛繁擬定嚴(yán)厲的乘用車燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，對(duì)乘用車燃料消耗量及對(duì)應(yīng)的CO2排放提出愈加嚴(yán)厲的要求，轎車的輕量化更是世界轎車的開(kāi)展趨勢(shì)。尤其是我國(guó)，到2020年轎車燃油消耗降幅顯著大于其他，燃油排放壓力更大，下降轎車整車分量是轎車輕量化有用途徑。

轎車輕量化便是為轎車“瘦身”，在確保安穩(wěn)提升性能的基礎(chǔ)上，節(jié)能化規(guī)劃各零部件，持續(xù)優(yōu)化車型。實(shí)驗(yàn)證明，若轎車整車分量下降10%，燃油功率可提高6%~8%；轎車分量下降1%，油耗可下降0.7%；轎車整備分量每削減100千克，百公里油耗可下降0.3~0.6升。

輕量化，零部件,輕量化

轎車的輕量化趨勢(shì)

清華大學(xué)歐陽(yáng)明教授代表節(jié)能與新動(dòng)力轎車開(kāi)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)曾對(duì)節(jié)能和新動(dòng)力轎車技能路線圖的內(nèi)容進(jìn)行了發(fā)布，該路線圖提出的輕量化技能開(kāi)展思路，首要分三個(gè)階段完成轎車逐年減重。

階段為2016年~2020年，完成整車較2015年減重10%。重點(diǎn)開(kāi)展超高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼技能，包括資料性能開(kāi)發(fā)、輕量化規(guī)劃辦法、成型技能、焊接工藝和測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)辦法等，完成高強(qiáng)度鋼在轎車運(yùn)用份額到達(dá)50%以上，展開(kāi)鋁合金板材沖壓制作技能研討并在車身實(shí)踐，研討不同資料的連接技能。

第二階段為2021年~2025年，完成整車較2015年減重20%。以第三代轎車鋼和鋁合金技能為主線，完成鋼鋁等多種資料混合車身，全鋁車身的大范圍運(yùn)用，完成鋁合金掩蓋件和鋁合金零部件的批量出產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，一起加大對(duì)鎂合金和碳纖維復(fù)合資料零部件出產(chǎn)制作技能的開(kāi)發(fā)，增加鎂合金和碳纖維零部件的運(yùn)用份額，單車用鋁量到達(dá)350kg。

第三階段為2026年~2030年，完成整車較2015年減重35%。重點(diǎn)開(kāi)展鎂合金和碳纖維復(fù)合資料技能，解決鎂合金及復(fù)合資料循環(huán)再運(yùn)用問(wèn)題，完成碳纖維復(fù)合資料混合車身及碳纖維零部件的大范圍運(yùn)用，打破雜亂零件成型技能和異種零件連接技能。單車用鎂合金到達(dá)45kg，碳纖維運(yùn)用量占車重5%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年，在我國(guó)出產(chǎn)的單車鎂合金用量只要7.3kg,與2030年單車鎂合金用量目標(biāo)45kg還有巨大差距，鎂合金在未來(lái)轎車輕量化運(yùn)用商場(chǎng)寬廣，潛力無(wú)限。

鎂合金性能及長(zhǎng)處

密度低

壓鑄鎂合金的密度僅為鋁合金的2/3，鋼鐵的1/4，比強(qiáng)度和比剛度均優(yōu)于鋼和鋁合金，遠(yuǎn)高于工程塑料，因而壓鑄鎂合金是一種優(yōu)良的在許多運(yùn)用范疇內(nèi)可與上述資料競(jìng)賽的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)資料。

吸振性好

有利于減振和降噪，例如在35MPa的應(yīng)力水平下，鎂合金AZ91D的衰減系數(shù)為25%,鋁合金A380僅為1%。在100MP應(yīng)力水平下，鎂合金AZ91D、AM60、AS41分別為53%、72%和70%，鋁合金A380則僅為4%。

尺寸安穩(wěn)性高

使鎂合金壓鑄件因環(huán)境溫度和時(shí)間改變所形成的尺寸不安穩(wěn)減小。

熱導(dǎo)率高

鎂合金熱導(dǎo)率(60～70W/m-1 K-1），僅次于鋁合金(約100～70W m-1 K-1），故熱擴(kuò)散性杰出。

無(wú)磁性，可用于電磁屏蔽。

耐磨性好

鎂合金還具有杰出的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，用于殼體能夠下降噪聲，用于座椅、輪轂?zāi)軌蛳鳒p振蕩，提高了轎車的安全性和舒適性。鎂合金分量輕、吸震性能強(qiáng)、鑄造性能好，自動(dòng)化出產(chǎn)能力和模具壽數(shù)高、尺寸安穩(wěn)，作為輕的工程資料，鎂合金不僅是合適鑄造轎車零部件的資料，也是有用的轎車輕量化資料。

鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)現(xiàn)狀

轎車輕量化開(kāi)展，使鎂鋁等輕合金鑄件的需求量逐年增加。自1990年以來(lái)，轎車用鎂正以年均20%的增長(zhǎng)速度迅速開(kāi)展，鎂合金已成為轎車資料技能開(kāi)展的一個(gè)重要范疇。壓鑄鎂合金資料以其可循環(huán)運(yùn)用和少無(wú)切屑工藝的先進(jìn)性，特別合適循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能低碳及清潔出產(chǎn)要求，在轎車向輕量化開(kāi)展的進(jìn)程中占主導(dǎo)地位。各大轎車零部件制作商積極掌握開(kāi)展時(shí)機(jī)，紛繁投入到鎂合金轎車壓鑄件的出產(chǎn)研發(fā)中來(lái)。據(jù)《我國(guó)鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國(guó)鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)需求量到達(dá)14.9萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)23.12%。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外各轎車企業(yè)正致力于研討占車重份額大的車身(約30%)、發(fā)動(dòng)機(jī)(約18%)、傳動(dòng)體系(約15%)、行走體系(約16%)、車輪(約5%)等鋼或鋁零部件的鎂合金化。

結(jié)合我國(guó)出產(chǎn)的單車鎂合金運(yùn)用量來(lái)看，2017年我國(guó)鎂合金轎車壓鑄件職業(yè)商場(chǎng)容量將達(dá)22.9萬(wàn)噸，到2022年商場(chǎng)容量將達(dá)66萬(wàn)噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將到達(dá)23.5%。

全球轎車單車用鎂量較低，轎車用鎂合金需求擴(kuò)張潛力強(qiáng)勁。一直以來(lái)，高強(qiáng)度鋼、鋁合金、工程塑料等輕量化資料廣泛運(yùn)用于轎車及轎車零部件制作的各個(gè)方面，而鎂合金鑒于種種原因沒(méi)有得到大力推廣和運(yùn)用，鎂合金現(xiàn)在首要運(yùn)用在儀表盤(pán)支架，轉(zhuǎn)向支架，發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、方向盤(pán)、座椅支架、車內(nèi)門板、變速器外殼等方面。現(xiàn)在，北美區(qū)域每輛轎車運(yùn)用鎂合金3.8kg，日本為9.3kg，歐洲PASSAT和Audi A4上每輛車運(yùn)用鎂合金到達(dá) 14kg，而國(guó)產(chǎn)轎車每輛用量均勻僅 1.5kg。

鎂合金在轎車輕量化中詳細(xì)運(yùn)用

轎車內(nèi)部構(gòu)造

雖然鎂合金耐腐蝕性差，可是關(guān)于轎車內(nèi)部構(gòu)造來(lái)說(shuō)，防腐不是首要考慮的問(wèn)題，因而鎂合金在轎車內(nèi)部構(gòu)造得到了比較廣泛的運(yùn)用，尤其是在儀表盤(pán)和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)中。據(jù)悉，支鎂合金儀表盤(pán)支柱是由通用公司在1961年壓鑄出產(chǎn)，比運(yùn)用鋅合金壓鑄出產(chǎn)的相同部件節(jié)省了4kg資料。過(guò)去十多年間，選用鎂合金壓鑄的儀表盤(pán)支柱取得了極大進(jìn)展。

鎂合金在座椅上運(yùn)用始于1990年代的德國(guó)，首要是奔跑公司在　SL Roadster中運(yùn)用了鎂壓鑄出產(chǎn)的帶有三點(diǎn)安全帶的座椅結(jié)構(gòu)。與鎂合金在儀表盤(pán)上的運(yùn)用狀況類似，近幾年，選用鎂合金規(guī)劃、制作的座椅也閱歷了一個(gè)顯著提高的進(jìn)程。現(xiàn)在選用鎂合金的座椅結(jié)構(gòu)薄能夠到達(dá)2mm，大大減輕了分量。雖然其他資料如高強(qiáng)度鋼、鋁、復(fù)合資料等也得到運(yùn)用，可是專家預(yù)測(cè)，鎂合金未來(lái)將會(huì)成為轎車座椅部件輕量化和具有本錢效益的一個(gè)首要資料。

車身

鎂合金在車身運(yùn)用中受限，可是也得到了整車廠的運(yùn)用。通用轎車在1997年引入C-5 Corvette時(shí)，運(yùn)用了整片鎂合金壓鑄的車頂結(jié)構(gòu)，此外，鎂合金也被運(yùn)用在凱迪拉克XLR敞篷車的可彈性硬頂敞篷車頂和頂部結(jié)構(gòu)，福特F-150貨車和SUV也運(yùn)用了有涂層鎂鑄件作為散熱器的支架。在歐洲，大眾轎車公司和奔跑已首先完成了薄壁鎂合金鑄件在車身面板中的運(yùn)用。

底盤(pán)

當(dāng)時(shí)，鑄造或鑄造鎂合金車輪已被用于許多高價(jià)位的賽車或高性能跑車。然而，相對(duì)較高的本錢和鎂合金車輪潛在的腐蝕問(wèn)題阻止其在大批量出產(chǎn)車輛上的運(yùn)用。

未來(lái)，輕量化、低本錢的鎂合金底盤(pán)部件，如輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)懸架以及控制臂等零部件的出產(chǎn)將依靠鎂合金鑄造工藝的大力提高，已經(jīng)在鋁合金輪轂和底盤(pán)部件上開(kāi)發(fā)的各種鑄造工藝經(jīng)過(guò)改造后能夠成功適用于鎂合金。此外，低本錢、耐腐蝕圖層和新的具有抗疲勞和高沖擊強(qiáng)度的鎂合金開(kāi)發(fā)也都將加速鎂合金在底盤(pán)上的運(yùn)用。

動(dòng)力總成

動(dòng)力總成的大部分鑄造件如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、汽缸蓋、傳動(dòng)箱、油底殼等是由鋁合金制成。現(xiàn)在，北美出產(chǎn)的皮卡和SUV已經(jīng)鎂合金變速器，大眾和奧迪的鎂合金手動(dòng)變速器也在歐洲和我國(guó)大批量出產(chǎn)。

當(dāng)時(shí)，通過(guò)對(duì)鎂強(qiáng)化的發(fā)動(dòng)機(jī)原型進(jìn)行的測(cè)功儀實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了有用的進(jìn)展，這就意味著未來(lái)在動(dòng)力體系中會(huì)有更多鎂合金得到運(yùn)用。

鎂合金在推廣運(yùn)用中首要挑戰(zhàn)

耐腐蝕性差、本錢和廢品率高是鎂合金遍及“攔路虎”。

鎂合金制作轎車零部件確實(shí)存在壓鑄本錢高、廢品率高、存在安全出產(chǎn)隱患等問(wèn)題。我國(guó)轎車工業(yè)協(xié)會(huì)顧問(wèn)杜芳慈說(shuō)，鎂是一種很生動(dòng)的元素，耐腐蝕性很差，我國(guó)在鎂合金零部件抗腐蝕性方面的技能能力要差一些。另外鎂在加工進(jìn)程中，容易發(fā)生燃燒和爆破，存在安全出產(chǎn)問(wèn)題。出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要嚴(yán)厲的辦理來(lái)保證安全出產(chǎn)。

跟著城市化進(jìn)程的加速，動(dòng)力變得越來(lái)越短缺、環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能減排成為關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要事情。無(wú)論是傳統(tǒng)轎車，還是新興的新動(dòng)力轎車都非常注重車身輕量化規(guī)劃，以到達(dá)節(jié)能環(huán)保的意圖。

轎車用鎂合金蓬勃崛起，一起鎂合金壓鑄工藝日漸老練，運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，大型鎂合金壓鑄轎車零部件將推動(dòng)轎車輕量化的進(jìn)程。