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汽車輕量化|鎂合金在汽車零部件中使用情況

發布日期:2023-08-07 瀏覽次數:6458

        鎂合金可用于汽車多領域,滲透率提升下市場空間廣闊。鎂合金在汽車上應用的非常廣泛,將汽車零部件按照類別劃分可分為:機殼類、金屬支架類、結構件類等。機殼類主要包括:氣缸箱蓋、離合器殼體、變速器殼體、發動機前蓋、過濾器殼體等,鎂合金阻尼衰減能力非常強,汽車零部件殼體應用鎂合金可有效減少汽車運行時產生的噪音。




        支架類零部件包括轉向支架、轉向盤、大燈支架、制動器、離合器踏板托架、制動支架、座椅框架、車鏡支架和輪轂等。使用鎂合金制造這些支架類零部件可以提高汽車的平衡性、安全性和舒適性,因為鎂合金具有良好的抗沖擊韌性。扶手類零部件主要包括汽車后座通道類的扶手板。而汽車顯示系統類則包括汽車液晶顯示器背板等。


        目前市場上,使用鎂合金制造車身部件的關注度相對較高,特別是車燈散熱支架、儀表盤支架、轉向支架、中控骨架以及車載顯示屏框架等車身部件。這些部件的鎂合金材料得到了市場客戶的廣泛接受。


        根據汽車材料網的資料,鎂合金還可用于以下汽車部件:


        1)車身系統:包括車頂框架、車門、減震塔、引擎蓋和后備箱蓋。在選擇作為車門內板材料時,一般會選擇抗拉強度≥220MPa,延伸率≥10%的鎂合金,因為它具有輕量化的優勢。宜安科技和通用汽車研發的超薄超輕的鎂合金車門內板已經成為汽車行業輕量化發展的先鋒。目前,鎂合金在減震塔方面的應用較少,但國內已經開始相關的研發工作。東風技術中心團隊和上海交大彭立明團隊等已成功開發出減重率超過32%的鎂合金減震塔,主要應用前景在中高端新能源汽車上,如蔚來ES8等。




        2)內外飾系統,鎂合金在座椅骨架、儀表板骨架和中控支架等方面有廣泛的應用。在座椅方面,鎂合金主要用于座椅的靠背骨架和座椅骨架。后排座椅功能相對較少,結構相對簡單,因此使用鎂合金可以有效減輕重量,提高車輛的燃油經濟性。在儀表板方面,國外的奔馳、寶馬、捷豹、福特、沃爾沃等汽車制造商至少有20款車型采用了鎂合金壓鑄的儀表板橫梁。國內的奇瑞瑞麒G6、吉利GS1.8comfort、榮威550、SAICW261/550等車型也采用了鎂合金儀表板骨架。其中,奇瑞AM60B鎂合金儀表板骨架的單件重量輕量化達到了55%以上。在中控支架方面,宜安科技引進了采用2000-2500噸壓鑄機壓鑄的AZ91D鎂合金中控支架。這種中控支架重量輕、減振效果好,壁厚僅為2mm。總的來說,鎂合金在汽車的內外飾系統中具有廣泛應用,能夠提高汽車的輕量化水平,同時保持足夠的強度和剛性,提升汽車的燃油經濟性和行駛性能。




        3)底盤系統:底盤系統中的副車架、車輪和方向盤也可以采用鎂合金材料。在副車架方面,使用鎂合金副車架可以降低重量,同時減少零件數量、焊接和組裝工序,從而提高零件生產效率。例如,Corvette前副車架采用了鎂合金材料,重量只有10公斤。在車輪方面,鎂合金輪轂相比鋁合金具有更高的強度和韌性,組織致密,具備優異的力學性能、減震和散熱等優點。然而,由于鎂合金的成本較高,適用性相對較差,目前主要適用于高性能運動車或賽車。在方向盤方面,鎂合金方向盤具有吸能和減振的特性,擁有軟鋼、工程塑料等傳統方向盤無法比擬的性能優勢。例如,奇瑞AM50A鎂合金方向盤骨架采用冷室壓鑄,重量減輕了25%以上。東風日產、神龍等乘用車所使用的鎂合金方向盤重量僅為876.5克。綜上所述,鎂合金在底盤系統中的副車架、車輪和方向盤方面具有廣泛應用,可以降低重量、提高零件生產效率,同時提供優秀的性能特點,適用于高性能運動車或賽車。




        4)動力總成:鎂合金也開始被廣泛應用于發動機和傳動的外殼,以及油底殼等部件。由于鎂合金具有出色的鑄造性能,一些發動機座、缸蓋、齒輪箱和油底殼等零件開始采用鎂合金取代鋁合金。例如,大眾和奧迪都配備了鎂合金發動機和變速箱,其材料的工作溫度低于120攝氏度。鎂合金氣缸蓋能夠實現約33%的重量減輕,并顯著提高發動機的抗噪聲和減震性能。油底殼則采用耐熱鎂合金材料,在與鋁合金相比較時,重量可減輕33%。例如,本田Insight和CA20的鎂合金油底殼都實現了重量的大幅度減輕。綜上所述,鎂合金在動力總成中的發動機和傳動外殼、油底殼等部件中的應用越來越廣泛。鎂合金材料不僅能夠減輕重量,還能改善發動機的性能特點,如抗噪聲和減震能力,為汽車提供更高的性能和效率。



        目前鎂合金在壓鑄領域的應用正處于從導入期向成長期過渡的發展階段。鎂合金產品的研發周期相對較長,需要進行多次試驗和改進,以確保產品質量和性能達到要求。產能方面存在一定限制,特別是對于大中型鎂合金產品而言,因為生產設備和技術要求較高,規模化生產需要一定的實踐經驗和積累。然而,隨著鎂合金應用技術的逐漸成熟以及成本效益的提高,預計鎂合金將擁有更廣闊的市場空間。鎂合金具有優異的強度、輕量化和耐腐蝕性能,廣泛應用于汽車、航空航天、電子設備等領域。隨著技術的不斷進步和工藝的改善,未來鎂合金有望發展成為重要的結構材料。那些提前布局鎂合金壓鑄生產的企業將有望率先受益于鎂合金行業的發展紅利,并且有機會迅速擴大其生產經營規模。對于鎂合金壓鑄企業而言,持續的技術創新和投入將是保持競爭力和實現可持續發展的關鍵。


        鎂合金在未來的市場空間非常廣闊,特別是在乘用車輕量化方面。據中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖 2.0》規劃,預計到2025年和2030年,每輛汽車所需的鎂合金用量目標分別為25kg和45kg。根據乘聯會的預測,到2025年中國乘用車零售銷量約為2400萬輛,因此在2025年中國汽車鎂合金的需求量預計約為60萬噸。此外,根據CM咨詢公司在第79屆世界鎂業大會上的預測,全球鎂市場未來5-10年仍將保持增長趨勢,并且汽車壓鑄領域鎂合金消費的年復合增長率(CAGR)將明顯高于其他領域,預計在2022-2027年期間的CAGR為6.7%,2028-2032年期間的CAGR為11.0%。綜上所述,鎂合金在未來的發展前景非常樂觀,特別是在汽車輕量化領域。隨著技術的進一步成熟和性價比的提高,鎂合金有望成為重要的材料選擇,滿足汽車行業對于輕量化、節能和環保的需求。對于早期布局鎂合金壓鑄生產的企業來說,將有機會在快速增長的市場中迅速擴大市場份額并獲得競爭優勢。

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