2007年镁合金在汽车上的应用

    中国是镁生产和镁资源的大国，也是汽车生产的大国，发展汽车用镁享有得天独厚的镁与镁合金特性及汽车应用出发点。

     镁合金在汽车上的应用始于20世纪20年代用于赛车上。1936年大众Beetle汽车发动机和传动系统上用了超过18kg的镁合金，到20世纪80年代初，大众共生产1900万辆Beetle车，用掉约38万t镁合金。1982年通过严格限制Fe、Cu、Ni等杂质的含量，镁合金的耐蚀性问题得到了解决，大大促进了镁合金在汽车行业的应用。当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80％，其中钢和铁约占62％，铝合金和塑料大体相当，均占8%~10％。镁合金在汽车上的应用比例约为0.3％，平均重量约5kg，但近几年的增幅却较大。

    镁的比重为1.74g/cm3，铝2.7g/cm3，钢和铁7.8g/cm3，塑料通常0.83~2.2g/cm3。镁比铝轻约三分之一，使用镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。据资料介绍：轿车质量每减轻100kg，油耗可降低5％。如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30％以上。汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。镁合金具有较高比强度、比刚度，镁合金的比强度高于铝合金和钢，与工程塑料相当。其比刚度接近铝合金和钢，远高于工程塑料。 此外，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具有优良的抗冲击性能，有利于减振降噪，因此在转向盘骨架、转向管柱支架、气门室罩盖等汽车零部件中得到较为广泛应用。镁合金具有良好浇铸性和尺寸稳定性，可以浇铸成薄壁、网状和复杂零件，可以整体浇铸，减少零件数目，提高模具使用寿命。同时，镁合金具有良好的可加工性，降低了生产成本。因此在整体仪表板骨架等汽车零部件中得到较为广泛应用。镁还具有强的抗电磁干扰能力，可以实现100％回收再利用。但是，镁合金还存在耐高温和抗腐蚀性能较差的不足。

     据中国有色金属工业协会镁业分会统计，2006年，中国生产原镁52.6万t、镁合金21.1万t，中国已是目前世界上最大的镁和镁合金生产国和出口国。由于中国镁业的竞争，2006年原国外最大镁生产企业宣布关闭其下属规模最大的加拿大工厂，并有意向出售另外两家工厂。目前，日本国内对镁的需求全部依靠进口，其中从中国进口比例超过90％。关于镁合金的价格，长期以来镁合金价格高于铝合金，但从2006年起，两者价格大体持平。

    镁合金在汽车上的应用

     1. 转向盘骨架
目前，在北美地区，约有80％的新车采用镁合金转向盘骨架。TMGI(Tonsberg Magnesium Group International)是一家在瑞典证券市场的上市公司，在挪威、瑞典、波兰、美国、墨西哥开展业务，主要产品为镁合金转向盘骨架，其研究报告指出：2004年全球6200万辆汽车产量中约2600万辆采用镁合金转向盘骨架。TMGI主要客户为天合、奥托立夫、凯安全系统等安全和汽车内饰汽车零部件一级供应商，一级供应商的产品再为福特、宝马等整车企业供货。TMGI为宝马配套的产量达20万件/年；其墨西哥工厂，为奥托立夫供货，2007年签署协议，5年供150万件，最终产品供给福特公司。

    2. 转向管柱支架
     马瑞丁技术公司(Meridian Technologies Inc.)是全球最大的镁合金汽车铸件供应商，总部位于加拿大，在全球5个国家建有6个工厂，加拿大、美国、意大利、英国各1个，中国2个(上海镁镁合金压铸有限公司、重庆玛瑞丁博奥镁业有限公司)，全球共计员工1350人。原股东：Teksid(中文名：泰克西，意大利Fiat集团成员)51％，Hydro49％；后Hydro将股份转让给瑞士Estatia为首的财团公司，现该财团还计划收购Teksid所持公司股份以达到独资。目前，公司每年生产转向管柱支架400万件。另外，还年产仪表板骨架400万件、四轮驱动变速器壳体和变速器盖200万件、前端支架80万件、座椅骨架40万件。

     3. 仪表板骨架
    美国朗特制造公司(Lunt Manufacturing Co., Inc.)为宝马X5制造的仪表板骨架，材料AM60，设备4000t冷室压铸。该项目2007年荣获北美铸造协会(The North American Die Casting Association)(NADCA) 0.5磅以上铸造优秀奖。

    4. 座椅骨架
    马瑞丁技术公司生产，为捷豹车型配套，材料AM50A。

    5. 气门室罩盖
     材料基本为AZ91D。

6. 变速器壳体和变速器盖
   上海大众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金。本田雅阁2006 Acura TSX北美版变速器壳体采用镁合金。

    7. 其它
    (1)前端支架
     制造商马瑞丁技术公司2003年，福特F 150型汽车开始使用压铸镁合金前端支架，该前端支架支撑散热器、前照灯、喇叭等，替代了原来由12块冲压钢材零件所组合而成的部件。

 (2)进气歧管
    制造商皮尔博格公司Pierburg GmbH，材料AZ91D，应用于宝马V12发动机。

(3)发动机托架
    制造商马瑞丁技术公司材料AE44，应用车型通用雪佛莱Z06，替代原来的铝合金构件。

(4)车门内板
    制造商LUNT制造公司，材料AZ91D，应用车型通用凯迪拉克XLR。

(5)发动机复合缸体
    宝马公司走在了发动机缸体应用镁合金的前列。2004年，6缸直列镁铝复合汽油机缸体投放市场，气缸部分为铝合金AlSi17Cu4Mg，外部基座为镁合金MgAl6Sr2，现已进行批量生产。其它应用有镁车轮、自动变速离合器活塞、离合器壳、后视镜支架、前照灯托架、机油滤清器壳体、气门罩和凸轮轴罩等。

    制约镁合金在汽车上应用的重要因素

    镁合金对于汽车有重要的应用价值，但目前欧、美汽车平均每车用镁量仅为5kg~6kg，主要受到以下因素的约束：

    1. 价格。经济性比较是与现有材料使用全过程总成本的比较，包括材料、制造、防腐、连接装配、维修等。另外，价格的稳定性也是非常重要的内容。

    2. 防腐蚀问题。

    3. 连接问题。

    4. 在汽车轻量化材料相互替代过程中，镁合金行业的基础工作明显落后于钢铁、铝合金和塑料行业。在当今汽车零部件一级供应商中，只有极少数公司供应镁合金产品。

    中国是镁生产和镁资源的大国，也是汽车生产的大国，发展汽车用镁享有得天独厚的条件。中国的整车厂、汽车零部件厂、原材料厂、设备厂、科研院所、金融机构、协会、政府等应积极携起手来，共同推进汽车镁产业的快速健康发展。