國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心最近發(fā)布了一則消息。據(jù)該消息稱，在潘復(fù)生院士的指導(dǎo)下，重慶大學(xué)國家鎂中心、高端裝備鑄造技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重慶美利信科技股份有限公司（以下簡稱"美利信"）以及重慶博奧鎂鋁金屬制造有限公司等單位聯(lián)合合作，成功試制出了一款鎂合金超大汽車壓鑄結(jié)構(gòu)件，此次試制在美利信科技的8800噸壓鑄系統(tǒng)上完成。

        據(jù)介紹，這是全球最大的鎂合金超大汽車壓鑄件在重慶試制成功，其成功試制將進(jìn)一步推動(dòng)鎂合金在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，并加速汽車輕量化的進(jìn)程。 

鎂合金應(yīng)用取得多項(xiàng)新進(jìn)展

        據(jù)了解，本次試制包括一體化車身鑄件和電池箱蓋兩類超大型新能源汽車結(jié)構(gòu)件，兩者的投影面積都超過2.2平方米，是目前世界上最大的鎂合金汽車壓鑄結(jié)構(gòu)件。相對(duì)于原先的鋁合金鑄件，這兩個(gè)鑄件的重量減輕了32%。

        美利信的相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空航天、汽車、高鐵、通信等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，是最具發(fā)展前景的金屬結(jié)構(gòu)材料之一。正因如此，美利信高度重視鎂合金等輕量化材料的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，并在2021年配備了全球當(dāng)時(shí)最大的8800噸壓鑄機(jī)。而潘復(fù)生院士團(tuán)隊(duì)在高性能鎂合金和高性能結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。此次市場應(yīng)用與科研成果的完美結(jié)合為超大型鎂合金結(jié)構(gòu)件的規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

        美利信相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹稱，此次全球最大鎂合金超大汽車壓鑄件的試制，攻克了多項(xiàng)技術(shù)難題，在高流動(dòng)性高性能壓鑄鎂合金設(shè)計(jì)、大體積鎂合金熔體純凈化、鎂合金結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與壓鑄工藝優(yōu)化、壓鑄缺陷預(yù)測(cè)與控制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。

        根據(jù)最新了解，鎂合金在商用車輛上的應(yīng)用也取得了顯著進(jìn)展。今年4月，西安交通大學(xué)與陜汽集團(tuán)等多家單位聯(lián)合研發(fā)的全國首輛鎂合金輕量化掛車正式投入使用。該掛車單車使用了超過800公斤的鎂合金材料，最大單體鎂合金制件尺寸達(dá)到了13米，相比原先的鋼制方案，綜合減重近1噸，將顯著提高公路貨運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益。

        值得一提的是，該款掛車不僅僅是替代單一零部件，而是首次將鎂合金輕量化理念貫徹于重載卡車的設(shè)計(jì)、研發(fā)、工程制造以及后效驗(yàn)證的全過程。在這個(gè)過程中，攻克了高品質(zhì)車用鎂合金在細(xì)勻凈密鑄錠、精密塑性成形、可靠連接裝配、可控高效防護(hù)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，形成了鎂合金輕量化掛車系統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)方案。

輕量化使鎂合金受到重視

    化”這一目標(biāo)。在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，節(jié)能減排成為當(dāng)前交通領(lǐng)域的重要任務(wù)之一，而輕量化可以提高汽車動(dòng)力性能，減少能源消耗并降低排放污染。此外，從整體設(shè)計(jì)的角度看，輕量化也是必不可少的。相關(guān)研究結(jié)果顯示，乘用車的重量每減輕10%，相應(yīng)的油耗可以減少7.5%至9%，電動(dòng)汽車的重量每減輕10%，續(xù)航里程可提升5.5%。可見，無論是燃油車還是新能源汽車，輕量化都具有重要意義。

        在金屬材料中，鎂的密度較低，約為1.74g/cm3，而鋁的密度為2.7g/cm3，鋼鐵的密度接近8g/cm3。因此，鎂合金在輕量化方面具有很大的潛力。張景懷指出，鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬，具有廣泛應(yīng)用于汽車輕量化領(lǐng)域的潛力。根據(jù)報(bào)道，同規(guī)格產(chǎn)品下，將鎂合金替代鋁合金可以實(shí)現(xiàn)25%至35%的減重。除了低密度外，鎂合金在強(qiáng)度、抗震性能、散熱性能和使用壽命等方面也具有優(yōu)勢(shì)。  

        鎂合金的壓鑄成型相對(duì)容易，適合進(jìn)行大規(guī)模的批量生產(chǎn)。在特斯拉的引領(lǐng)下，近年來一體化壓鑄技術(shù)在汽車行業(yè)迅速發(fā)展，蔚來、小鵬、長安、大眾等多家汽車制造商都開始布局相關(guān)技術(shù)。最近，豐田汽車也表示，他們計(jì)劃在2026年推出的電動(dòng)汽車將采用一體化壓鑄技術(shù)，以提升整車性能并降低成本。

        目前，一體化壓鑄技術(shù)主要應(yīng)用于鋁合金材料，然而，具有更好壓鑄性能的鎂合金無疑有著巨大的潛力。據(jù)資料顯示，鎂合金壓鑄件相比鋁合金更薄，鎂合金的最小可允許鑄件壁厚可低至0.6毫米，而鋁合金需要達(dá)到1.2至1.5毫米才能達(dá)到相同效果。此外，由于其較低的熱容量，鎂合金更適合于大規(guī)模批量壓鑄生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率比鋁合金高出40%至50%。此前，潘復(fù)生在接受媒體采訪時(shí)曾表示，鎂合金壓鑄件的成本與鋁合金相當(dāng)，未來有可能比鋁合金更低。

通過采用鎂合金一體化壓鑄技術(shù)，汽車制造商可以在輕量化的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，降低材料成本，并為未來的電動(dòng)汽車提供更好的整車性能。  

        從供應(yīng)鏈安全的角度來看，鎂合金的應(yīng)用將成為必然趨勢(shì)。根據(jù)西南證券發(fā)布的研報(bào)，在全球鎂資源市場中，我國占據(jù)著主導(dǎo)地位，是世界鎂資源的重要供應(yīng)國，占比超過70%。2022年，我國的鎂產(chǎn)量約為90萬噸，占全球產(chǎn)量的91%。同時(shí)，我國也是鎂材料和制品的研發(fā)與生產(chǎn)大國，連續(xù)10多年鎂及鎂合金產(chǎn)品占據(jù)全球市場份額的80%以上。

        據(jù)了解，鎂合金已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的儀表盤支架、座椅支架、顯示屏支架、車門骨架、變速箱殼體、電池箱等領(lǐng)域，并已開發(fā)出數(shù)十種汽車鎂合金零部件。預(yù)計(jì)到2025年，我國每輛汽車中鎂合金的使用量有望增加至10千克，增長潛力巨大。

        這種依賴自身豐富的鎂資源以及國內(nèi)強(qiáng)大的鎂合金研發(fā)和生產(chǎn)能力，使得我國在鎂合金供應(yīng)鏈上具有巨大的優(yōu)勢(shì)和安全保障。同時(shí)，隨著鎂合金在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，我國供應(yīng)鏈的完善將進(jìn)一步推動(dòng)鎂合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并為汽車制造商提供可靠的供應(yīng)保障。  

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