1、鎂合金運用的開展進程

鎂合金的開展盡管未達到鋁合金那么老練，但人們很早就現(xiàn)已認識到它是一種有潛在開展?jié)摿Α⒐δ軆?yōu)異的候選有用金屬資料。

20 世紀 30 時代，德國大眾公司初次運用壓鑄鎂合金出產(chǎn)“甲殼蟲”轎車發(fā)動機傳動體系零部件。之后，美國、前蘇聯(lián)、日本以及歐洲發(fā)達相繼在轎車制作中選用鎂合金壓鑄件。由此可見，運用壓鑄鎂合金減少轎車分量已超過 80年歷史。

20 世紀 80 時代，世界轎車制作鎂合金壓鑄職業(yè)開端虛弱，世界轎車鎂合金壓鑄骨干企業(yè)相繼將鎂合金壓鑄出產(chǎn)資源轉(zhuǎn)移至巴西、墨西哥、我國等開展我，而中斷了自己的鎂合金壓鑄。該時期限制鎂合金運用開展的首要要素體現(xiàn)在以下兩個方面：

相關(guān)陳述：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2027年鎂合金職業(yè)全景調(diào)查及前景猜測陳述》

A、鎂合金壓鑄件暴露在空氣環(huán)境中，會產(chǎn)生氧化形成銹蝕。此外，因為鎂合金生成的氧化膜呈不連續(xù)的鱗片狀，這類氧化膜生成后，將不能阻隔空氣與鎂合金機體的進一步觸摸，所以鎂合金的氧化會繼續(xù)朝金屬機體內(nèi)部深處不斷擴大。而鋁合金則能形成細密的氧化膜，阻斷金屬機體的進一步氧化。

B、在熔煉鎂合金時，需求用專門的熔劑覆蓋在金屬液面上以避免產(chǎn)生氧化反響。該熔劑在運用過程中會生成氯化氫酸霧溢入大氣。盡管排出的酸霧量被操控在環(huán)保法容許的范圍內(nèi)，但經(jīng)分散、沉降的氯化氫酸霧與混凝土建筑結(jié)構(gòu)觸摸后，會產(chǎn)生化學反響形成破壞，下降建筑結(jié)構(gòu)的強度。

20 世紀 90 時代，處理上述問題的工藝性研討成果取得打破性進展并完成產(chǎn)業(yè)化，極大促進鎂合金在壓鑄職業(yè)的運用。以加拿大鎂瑞丁公司為代表的一批新式的專業(yè)出產(chǎn)鎂合金壓鑄轎車零部件企業(yè)重新出現(xiàn)在轎車制作業(yè)。此后，代鎂合金壓鑄骨干企業(yè)也開端重新建造鎂合金壓鑄出產(chǎn)線。上述工藝性研討成果詳細體現(xiàn)在以下兩個方面：

A、下降鎂合金的雜質(zhì)含量（特別是銅、鎳、鐵的含量）。因為鎂合金所含的雜質(zhì)元素對其耐腐蝕性有較大影響，鎂合金中的銅、鎳、鐵的含量越高，鎂合金的耐腐蝕功能越差。現(xiàn)在，國內(nèi)外鎂合金出產(chǎn)廠商都有才能供給高純度鎂合金，運用高純度鎂合金能夠進步壓鑄件的耐腐蝕性，再經(jīng)過外表鈍化處理，鎂合金壓鑄件在運用過程中的氧化腐蝕問題能夠得到有效處理。

B、在熔煉工藝中選用混合氣體維護。在混合氣體維護壓鑄工藝下，以往運用專用熔劑所形成的建筑物腐蝕問題也已不復存在。20 世紀 90 時代，新式的專業(yè)出產(chǎn)鎂合金壓鑄轎車零部件企業(yè)選用這種混合氣體維護工藝出產(chǎn)各類轎車鎂合金壓鑄件。代鎂合金壓鑄骨干企業(yè)相同選用這種工藝，重新啟動現(xiàn)已取消的鎂合金壓鑄出產(chǎn)。

盡管鎂合金規(guī)模化運用在工藝技能方面的限制要素已得到處理，但因為 20世紀 90 時代鎂合金高昂的價格，鎂合金運用的經(jīng)濟性較低。

鎂合金壓鑄件的出產(chǎn)本錢高于鋁合金壓鑄件，首要原因包含：①鎂合金從熔化至產(chǎn)品成型的過程中需求運用氣體維護而鋁合金不需求，熔化設(shè)備投入也略高于鋁合金；②鎂合金壓鑄件易變形，然后影響產(chǎn)品裝配或功能，通常需求精加工或產(chǎn)品整形等工序進步產(chǎn)品精度以及確保裝配和功能；③鎂合金外表易腐蝕，產(chǎn)品后期外表防腐處理費用高于鋁合金。

2、轎車職業(yè)單車用鎂量有望持續(xù)增長

鎂合金被認為是轎車輕量化重要的新資料之一。北美轎車研討聯(lián)盟發(fā)布的《2020 年北美轎車用鎂合金及輕量化戰(zhàn)略展望》必定了鎂合金在轎車輕量化中承當?shù)闹匾蝿?wù)，將輕量化技能要點列為一大專題，提出近期開展超高強度鋼和先進高強度鋼，中期開展第三代轎車鋼和鋁合金技能，遠期開展鎂合金和碳纖維復合資料技能的總體思路，為輕量化資料的開展供給了重要的指導思想。我國轎車工程學會于 2016 年 10 月發(fā)布《節(jié)能與新能源轎車技能路線圖》，提出緊抓戰(zhàn)略機遇，以新能源轎車和智能網(wǎng)聯(lián)轎車為首要打破口，以先進制作和輕量化等共性技能為支撐，全面推進轎車產(chǎn)業(yè)由大國向強國的轉(zhuǎn)型。根據(jù)該規(guī)劃，到 2030年，鎂合金在乘用車中資料分量的比例將添加至4%。

鎂合金代替運用速度的衡量標準首要參照《節(jié)能與新能源轎車技能路線圖》中的“轎車輕量化技能路線圖”。其輕量化總體思路如下：

資料來歷：《節(jié)能與新能源轎車技能路線圖》、普華有策收拾

3、鋁合金在轎車輕量化范疇的運用

鋁合金規(guī)模化運用于轎車工業(yè)始于 20 世紀 70 時代，彼時世界各工業(yè)發(fā)達因為“節(jié)能、低碳”的呼聲逐步高漲，對轎車減輕質(zhì)量提出種種嚴格的要求，提出“以鋁代鐵”的口號，促使以鋁合金制作轎車零部件成為轎車輕量化戰(zhàn)略目用新藍海鋁合金的代替運用現(xiàn)已進入對車輛安全性起重要效果的承載類結(jié)構(gòu)件上，在底盤體系的浸透率估計將大幅進步。

轎車底盤效果在于支撐、裝置轎車發(fā)動機及其各部件或組成。作為轎車三大部件之一，轎車底盤在轎車整車占比達 27%，位列轎車部件質(zhì)量排名第三。根據(jù)相關(guān)研討，鋁制操控臂、副車架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動鉗輕量化產(chǎn)品浸透率估計將大幅進步，帶動鋁合金輕量化市場份額繼續(xù)添加。底盤輕量化整體市場有望從 2019年的 137 億元增長至2025 年的 398 億元。

4、鎂合金對鋁合金的代替

因為鎂合金代替鋁合金以及鋼鐵部件亦存在部分瓶頸和限制要素，或許導致鎂合金代替不及預期。鎂合金代替鋁合金以及鋼鐵部件存在的首要瓶頸和限制要素如下：

（1）鎂合金資料的耐腐蝕性、高溫蠕變性和強度有待進步

現(xiàn)在的商用鎂合金耐蝕性較差，耐蝕鎂合金資料有待開發(fā)。有效的辦法是經(jīng)過操控雜質(zhì)及合金元素、改進相的組成及微觀結(jié)構(gòu)等冶金處理方法來進步鎂合金的耐腐蝕性；鎂合金在室溫下具有良好的歸納力學功能，但隨著溫度的升高，功能將下降，在高溫運用條件下易產(chǎn)生蠕變，無法滿足殼體類零部件的密封要求。

未來的研討如果能夠使鎂合金零部件在高溫下長時間作業(yè)，將可擴大轎車高強度耐高溫抗蠕變結(jié)構(gòu)件的運用；鎂合金比強度高，但其抗拉強度和屈從強度比鋁合金和鋼低，現(xiàn)在商用鎂合金的抗拉強度一般低于 400MPa，不能用于重要結(jié)構(gòu)件。能夠經(jīng)過合金化、熱處理以及優(yōu)化加工工藝等方法來進步鎂合金的強度，開發(fā)高強鎂合金轎車結(jié)構(gòu)件。

（2）鎂合金零部件加工本錢有待下降

受鎂合金特性和加工工藝影響，鎂合金的加工本錢也較高。如鎂合金壓鑄模價格較高，壓鑄件廢品率高，導致單個鎂合金零部件本錢與鋁合金零部件比較添加 15%以上。打破鎂合金產(chǎn)業(yè)化核心技能，開發(fā)新的鎂合金熔鑄工藝，縮短工藝流程，可有效進步出產(chǎn)功率，下降出產(chǎn)本錢。

（3）鎂合金資料工業(yè)運用數(shù)據(jù)庫需求進一步健全

現(xiàn)在鎂合金根底數(shù)據(jù)較少，短少體系的力學、電學腐蝕等方面的功能數(shù)據(jù)，導致在實際出產(chǎn)過程中缺乏根底試驗數(shù)據(jù)，如在模具的設(shè)計過程中短少相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。因而需求加強對鎂合金的根底性研討。高校、研討機構(gòu)、鎂合金制作商以及整車企業(yè)等多方力量在產(chǎn)業(yè)政策的引導下，能夠聯(lián)合健全鎂合金相關(guān)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫，然后促進鎂合金在轎車輕量化方面的運用。

（4）塑料及復合資料等非金屬資料技能的開展或打破

塑料及復合資料等非金屬資料具有質(zhì)量輕、加工功能良好、歸納理化功能等特色，亦為轎車輕量化可選用的優(yōu)質(zhì)資料。現(xiàn)在以高強塑料、碳纖維復合資料等為代表的非金屬資料已在轎車職業(yè)完成必定的運用。但塑料和金屬資料、合金資料比較，具有強度低、導熱性差、熱膨脹系數(shù)大和易老化等缺點，首要運用于轎車內(nèi)飾和外飾零件；在我國轎車職業(yè)的運用尚屬起步階段，工藝及技能沒有得到老練開展，需求經(jīng)過必定的時間進行技能創(chuàng)新和堆集；部分高強塑料和碳纖維復合資料的本錢均處于較高水平，必定程度上限制了其在轎車輕量化方面的運用，基于以上原因非金屬資料技能在轎車輕量化范疇的運用開展仍需一段時間，鎂合金壓鑄產(chǎn)品相關(guān)技能現(xiàn)在尚不存在快速迭代的風險。但如果未來出現(xiàn)本錢低、功能優(yōu)的新式非金屬資料，或現(xiàn)有資料經(jīng)濟化大規(guī)模運用技能打破，或許阻礙鎂合金在轎車輕量化方面的運用。