轎車(chē)輕量化和智能化已成為全球轎車(chē)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(chē)燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，對(duì)乘用車(chē)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(chē)的輕量化更是世界轎車(chē)的開(kāi)展趨勢(shì)。尤其是我國(guó)，到2020年轎車(chē)燃油消耗降幅顯著大于其他，燃油排放壓力更大，下降轎車(chē)整車(chē)分量是轎車(chē)輕量化有用途徑。

轎車(chē)輕量化便是為轎車(chē)“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(chē)型。實(shí)驗(yàn)證明，若轎車(chē)整車(chē)分量下降10%，燃油功率可提高6%~8%；轎車(chē)分量下降1%，油耗可下降0.7%；轎車(chē)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(chē)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(chē)開(kāi)展戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)曾對(duì)節(jié)能和新動(dòng)力轎車(chē)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(chē)逐年減重。

階段為2016年~2020年，完成整車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)較2015年減重20%。以第三代轎車(chē)鋼和鋁合金技能為主線，完成鋼鋁等多種資料混合車(chē)身，全鋁車(chē)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(chē)用鋁量到達(dá)350kg。

第三階段為2026年~2030年，完成整車(chē)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(chē)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(chē)用鎂合金到達(dá)45kg，碳纖維運(yùn)用量占車(chē)重5%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年，在我國(guó)出產(chǎn)的單車(chē)鎂合金用量只要7.3kg,與2030年單車(chē)鎂合金用量目標(biāo)45kg還有巨大差距，鎂合金在未來(lái)轎車(chē)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(chē)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(chē)零部件的資料，也是有用的轎車(chē)輕量化資料。

鎂合金轎車(chē)壓鑄件職業(yè)現(xiàn)狀

轎車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)向輕量化開(kāi)展的進(jìn)程中占主導(dǎo)地位。各大轎車(chē)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(chē)壓鑄件的出產(chǎn)研發(fā)中來(lái)。據(jù)《我國(guó)鎂合金轎車(chē)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(chē)壓鑄件職業(yè)需求量到達(dá)14.9萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)23.12%?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外各轎車(chē)企業(yè)正致力于研討占車(chē)重份額大的車(chē)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(chē)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(chē)鎂合金運(yùn)用量來(lái)看，2017年我國(guó)鎂合金轎車(chē)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(chē)單車(chē)用鎂量較低，轎車(chē)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(chē)及轎車(chē)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(chē)內(nèi)門(mén)板、變速器外殼等方面?，F(xiàn)在，北美區(qū)域每輛轎車(chē)運(yùn)用鎂合金3.8kg，日本為9.3kg，歐洲PASSAT和Audi A4上每輛車(chē)運(yùn)用鎂合金到達(dá) 14kg，而國(guó)產(chǎn)轎車(chē)每輛用量均勻僅 1.5kg。

鎂合金在轎車(chē)輕量化中詳細(xì)運(yùn)用

轎車(chē)內(nèi)部構(gòu)造

雖然鎂合金耐腐蝕性差，可是關(guān)于轎車(chē)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(chē)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(lèi)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?，F(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(zhuān)家預(yù)測(cè)，鎂合金未來(lái)將會(huì)成為轎車(chē)座椅部件輕量化和具有本錢(qián)效益的一個(gè)首要資料。

車(chē)身

鎂合金在車(chē)身運(yùn)用中受限，可是也得到了整車(chē)廠的運(yùn)用。通用轎車(chē)在1997年引入C-5 Corvette時(shí)，運(yùn)用了整片鎂合金壓鑄的車(chē)頂結(jié)構(gòu)，此外，鎂合金也被運(yùn)用在凱迪拉克XLR敞篷車(chē)的可彈性硬頂敞篷車(chē)頂和頂部結(jié)構(gòu)，福特F-150貨車(chē)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(chē)公司和奔跑已首先完成了薄壁鎂合金鑄件在車(chē)身面板中的運(yùn)用。

底盤(pán)

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

未來(lái)，輕量化、低本錢(qián)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(qián)、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?，F(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(qián)和廢品率高是鎂合金遍及“攔路虎”。

鎂合金制作轎車(chē)零部件確實(shí)存在壓鑄本錢(qián)高、廢品率高、存在安全出產(chǎn)隱患等問(wèn)題。我國(guó)轎車(chē)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(chē)，還是新興的新動(dòng)力轎車(chē)都非常注重車(chē)身輕量化規(guī)劃，以到達(dá)節(jié)能環(huán)保的意圖。

轎車(chē)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(chē)零部件將推動(dòng)轎車(chē)輕量化的進(jìn)程。