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鎂的密度為1.74g/cm3，是目前商用的最輕的金屬結構材料，被譽為21世紀的綠色工程材料。鎂是結構金屬材料中密度最小，且具有較高強度和剛度的材料，其比強度遠高于鋁合金，十分有利于整體構件的設計；同時，鎂合金還具有優(yōu)異的切削加工特性和良好的減振性，易加工，切削速度快且加工成本低，容易達到穩(wěn)定的尺寸精度和較低的表面粗糙度，其高阻尼容量的特性也可以有效減小振動和噪聲，在受到沖擊載荷時吸收的能量比鋁高50%，因而鎂合金是車輪等受沖擊零件的理想材料。
  汽車行業(yè)普遍認為，車重每減少100kg，每百公里耗油量會減少0.5L；車重每減少10%，轎車燃油經濟性會提高6%，輕卡的燃油經濟性會提高8%。鎂合金代替某些鋼鐵材料可以有效的減輕汽車的重量，如以剛度為設計準則的材料。在等彎曲剛度條件下，采用鎂代替鋼可減重61%，在等彎曲強度條件下，鎂代替鋼可減重74%。減重的同時也可以有效降低汽車噪音，減少尾氣排放；改善車輛的設計，提高車的性能和舒適性。在汽車上，每使用1kg鎂，可使轎車壽命期減少30kg尾氣排放（和鋁的比對值），而且鎂還是綠色環(huán)保材料，可循環(huán)回收，因此鎂合金產品是極佳的汽車輕量化解決方案。
 
圖1 汽車質量分布
  目前鎂合金制品70%的應用在汽車產業(yè)上，因此，擴大鎂合金在汽車上的應用是推動鎂產業(yè)發(fā)展的根本動力。世界經濟發(fā)展規(guī)律表明，汽車工業(yè)對國民經濟的推動作用，要遠遠超過一般消費類產品。在國外，汽車工業(yè)被稱為“bell sheep”，意為掛鈴鐺的領頭羊，形象地概括出它對整個國民經濟產業(yè)群的波及效益和導向作用。因此，鎂合金在汽車輕量化上的應用具有著極其重要的社會意義。
汽車鎂合金產品的國內外發(fā)展趨勢
  汽車產業(yè)中鎂合金用量較多的國家和地區(qū)主要是北美、歐洲、日本。德國大眾汽車公司是最早在汽車上大規(guī)模應用鎂合金的汽車公司，早在20 世紀30 年代，大眾汽車就開始使用鎂合金，特別是上世紀90年代以來，德國在鎂合金領域一直處于世界領先地位；奔馳汽車公司最早將鎂合金壓力鑄造件應用于汽車座支架；奧迪汽車公司第一個推出鎂合金壓力鑄造儀表板。近年來，帕薩特、奧迪A4和奧迪A6等汽車的齒輪箱殼體使用AZ91D 鎂合金，與鋁合金部件相比減重25%。
  美國在1948~1962年間，采用壓力鑄造生產了數(shù)百萬件鎂合金鑄件供汽車使用。美國的福特、通用和克萊斯勒等汽車公司在過去的十幾年里一直致力于鎂合金汽車鑄件如轉向柱架、離合器殼體、進氣管、離合器片、汽缸蓋、座架、濾油器殼體等的開發(fā)和應用，替代效果明顯，大大促進了鎂合金的發(fā)展。
  日本開發(fā)出鎂合金低壓力鑄造造裝置，由此，經過研究相繼開發(fā)了一系列鎂合金壓力鑄造產品，如豐田汽車公司首先制造出鎂合金汽車輪轂、轉向軸系統(tǒng)、凸輪罩等零部件。目前，日本的各家汽車公司都生產和應用了大量鎂合金殼體類壓力鑄造件。
 
圖2 采用鎂合金材料替換鋁和鋼后減重情況
   1991年汽車工業(yè)中鎂合金的用量僅為2.4萬噸。上世紀90 年代后，隨著鎂合金價格下降，壓鑄工藝技術不斷發(fā)展，鎂合金在汽車上的應用得到迅猛發(fā)展，汽車工業(yè)成為鎂合金應用增長最快的行業(yè)，汽車用鎂合金件以平均每年18%的速度增長，直到2007年。因2008年二季度末原鎂噸價一度猛漲至約3.7萬元，此前鎂價低時，許多用戶紛紛以鎂代鋁及代鋅，曾擴大了鎂需求，此時鎂價暴漲，驅使用戶又棄鎂返鋁、鋅，這也是國內鎂銷量下降和迫使鎂價暴跌和產量下降的重要原因。目前這些國家和地區(qū)汽車工業(yè)對鎂合金的需求穩(wěn)定達到每年20萬噸以上。歐洲正在使用和研制的鎂合金汽車零部件已超過60種，單車鎂合金用量9.3公斤～20.3公斤；北美正在使用和研制的鎂合金汽車零部件已超過100種，單車鎂合金用量5.8公斤～26.3公斤。
   我國采用鑄造鎂合金已有30多年的歷史，但最初主要用于航空航天工業(yè)的殼體、機輪和機座等，鎂合金在汽車行業(yè)應用起步較晚。上世紀90年代初，上汽集團在國內最早將鎂合金應用在汽車上，首次在桑塔納轎車上采用鎂合金變速器殼蓋、殼體和離合器外殼。目前有近百家從事鎂合金壓力鑄造件的生產和研究，上汽、一汽、東風汽車公司及長安汽車在研究和開發(fā)鎂合金在汽車領域應用方面發(fā)揮了重要作用。目前我國汽車單車用鎂量約3kg，落后于發(fā)達國家。
   國外對鎂合金在汽車上的應用十分重視。2004年6月，美國、加拿大的相關機構和公司共同設立了一項汽車用鎂合金中長期研究計劃。2006年12月，北美汽車研究聯(lián)盟（USCAR）發(fā)布的《2020年北美汽車用鎂合金及輕量化戰(zhàn)略展望》研究報告令人矚目。該研究項目和行動計劃將汽車用鎂合金的議題分解為163個有待研發(fā)的項目，提出了研發(fā)的方向與目標。10年來，該規(guī)劃為全球鎂合金產業(yè)和汽車產業(yè)提出了新的目標和挑戰(zhàn)，也肯定了鎂合金在汽車輕量化中將要承擔的重要使命。按照該規(guī)劃，到2020年，北美乘用車用鎂量將會達到160kg/輛，屆時鎂將會成為第二大汽車材料，在乘用車中材料重量的比例將從目前的0.3%增加到12%。這將是鎂材料呈現(xiàn)給世界的一個巨大貢獻。 2015年，我國汽車產銷量均超過2450萬輛，連續(xù)3年突破2000萬輛，連續(xù)7年居世界第一位，連續(xù)3年突破2000萬輛，已成為世界上最大的汽車生產和消費市場，汽車行業(yè)已成為我國經濟的支柱產業(yè)。據(jù)有關方面預測，未來5年，中國汽車產銷量仍將會保持4%的年均增長速度，屆時到2020年中國汽車產量將會超過3000萬輛，我國單車用鎂量如果能達到國外上述規(guī)劃水平的一半，即單車用鎂量達到80kg/輛，國內汽車業(yè)對鎂的年需求量將會超過240萬噸，而我國2015年鎂總產量僅為85萬噸，鎂深加工制品用量不到鎂產量的一半，這無疑將會極大帶動我國鎂行業(yè)的發(fā)展。
鎂合金零部件在汽車應用范圍及實例
   汽車主要零部件在全車中的質量分布如圖1所示。用鎂材料替代鋁和鋼后的減重比例如圖2所示。從圖2可以看出，被鎂和鎂合金替代后的汽車部件減重比例達到20%~70%，可以在車身、動力總成、底盤和內飾等４個部分實現(xiàn)材料替換。