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镁合金压铸在中国汽车工业中的应用状况

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-09-27  浏览次数:326
核心提示:镁合金压铸在中国汽车工业中的应用状况
黎前虎 刘祖明
摘要:介绍了镁合金压铸在中国汽车工业中的应用状况, 关键词: 关键词:镁合金压铸 汽车工业 应用状况
1、前言
二十世纪末,能源危机日趋严重,环保法规日益严格,使现代汽车减重节能的要求不 断高涨,轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。汽车质量每降低 100kg,每百公里油耗 可减少 0.7L,汽车自重每降低 10%,燃油效率可以提高 5.5%,故发达国家不断加强对汽 车等交通工具能源消耗和废气污染的限制,促使汽车制造厂重视汽车的轻量化发展。镁合 金作为工业应用最轻的金属材料和良好的阻尼减震性能,具有在体积相同时比铝合金轻 36%、锌合金轻 73%、钢轻 77%的特点,成为汽车轻量化的首选材料,其开发应用受到了各 国的重视。福特汽车公司于 1998 年推出的轻质概念车P2000,计划使用 103 kg 的镁合金 零部件。然而,从总体来看,目前镁合金在汽车上的用量还很少,每部车在 0.5~17kg 之间 变化,平均使用量为 3 kg。根据汽车中典型镁构件的估计重量及统计,每辆汽车上镁件的 重量可达到 50~80kg。到 2006 年,若每辆轿车仅使用 40kg 镁压铸件,按现在轿车的总产 量 5000 万辆计算,则可达到 2000kt 的用量。随着镁合金成形工艺技术的进一步提高,新 开发的镁合金结构件将采用高性能的镁合金(如变形镁合金等), 镁合金在汽车上的应用潜 力将进一步发挥。
2、近几年发展情况
进入 90 年代以来,我国汽车工业领域有了极大的发展,单就轿车拥有量的增长幅度 就高达 91 倍,汽车轻量化、高速、节能等问题也日益突出,但是,90 年代前期国内只有 上海乾通汽车附件有限公司为上海大众汽车公司的桑塔纳轿车配套生产的变速箱壳体是 利用德国技术由镁合金压铸生产的, 镁合金用量仅为 8.5kg/辆, 而国外汽车的镁合金用量 平均为 40kg/辆,可见要达到世界标准、提高产品竞争力,我国汽车行业还有较长的路要 走。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
1998 年, 中科院现代制造技术 CAD/CAM 开放试验室、 中科院金属材料疲劳与断裂国家 重点试验室、沈阳工业大学和中国第一汽车集团联合进行了镁合金压铸研究及开发项目。 “九五”期间, 北京有色金属总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心和东风汽 车公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“轿车铝、 镁合金新材料及铸造生产技术的 应用研究”专题子项“镁合金材料在轿车上的应用研究”, 目前对镁合金零件的使用性能 的检验已完成,下属东风电子科技汽车制动系统公司正在进行批量化生产扩展。 1999 年,清华大学与力劲公司联手创立了“清华-力劲压铸高新技术研究中心”,旨 在实现进口镁合金压铸设备国产化, 开发汽车、 计算机等行业镁合金零部件的生产新工艺, 为镁合金大规模的应用提供装备与技术保障,目前已迈出了可喜的一步,实现了镁合金压 铸机关键进口部件的国产化,具备了向国内企业提供镁压铸装备的能力,现在已经制造出 了 160-3000 吨冷、热室两大系列共 10 多款机型,而且压铸机的自控精度已与国外压铸机 相当,使生产高质量的镁合金压铸件成为可能 2001 年 8 月,我国将"镁合金应用与开发"列为国家计委和科技部联合下发的"十五" 国家科技发展规划中材料领域的重点任务, 同时"镁合金应用开发与产业化"作为十五计划 的第一批项目正式启动。项目正式启动后一年多时间内,共投入国拨经费 4100 万元,吸 引各方面资金近6亿元;全国共有 21 个省市自治区的4个研究院所、7所高校、20 家企 业直接参与了项目实施。 按照科技部在“镁合金应用开发及产业化”方面的总体战略部署,目前取得了显著的 阶段性成果,初步建立了镁合金技术研发到产业化试点的技术研发体系,突破了一批前沿 核心技术和产业化关键技术,在全国建立了一批产业化示范基地。
3、现阶段在汽车零部件制造商中的应用状况
随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施,中国汽车工业在此项目中受益良 多,效果明显,不少企业取得了相当的进展。下面列举几家具有代表性的厂家作一概括性 的介绍。 3.1、镁合金在一汽汽车上的应用 .1、 “镁合金在一汽汽车上的应用”专题由中国第一汽车集团、吉林大学、沈阳工业大学 共同承担。三个单位科研人员全力协作、紧密配合,开展了大量的研究工作,取得了可喜进展。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
2002 年初,一汽启动镁合金前导工程项目,购置了力劲集团生产的 630 吨镁合金压铸成 套设备,前期试制了气门室罩盖、变速箱上盖、发动机油封镁合金压铸件,气门室罩盖已 经装车试验。目前完成了至少三套模具制造,另外几种零件正进行产品设计,即将全面进 入批量生产阶段。
3.2、镁合金在东风汽车上的应用 东风汽车公司以镁合金变速箱上盖的产业化应用为重点突破对象,完成了 10 万次规 范的台架试验,并顺利通过考核。 2002 年底, 东风公司成功引进力劲 DCC630M 高性能镁合金冷室压铸机成套设备, 打通 了批量加工生产线,实现了变速箱上盖批量压铸生产;并对变速箱上盖防腐处理进行了针 对性研究,制定了防腐处理措施和方案;在此基础上初步制订了压铸镁合金材料技术条件 和镁合金变速箱上盖零件技术标准,构成了产品质量体系的重要基础。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
东风集团以东风公司镁合金应用研究中心为依托,初步构筑设计、材料、工艺开发体 系框架。在对已装车的真空助力器中间隔板、左右脚踏板的应用情况进行了跟踪,显示目 前的使用情况非常良好。 2003 年底,为完善镁压铸生产基地,对配套设备进行了招标采购,并再次签署了力劲 DCC1600M 大型高性能镁合金精密冷室压铸机成套设备购机合约, 用以生产大型镁、 铝汽车 零配件,初步形成了批量压铸能力。
3.3、镁合金在长安汽车上的应用 2002 年底, 长安公司成功引进力劲 DCC800M 高性能镁合金冷室压铸成套设备, 完成了 多项试制任务并顺利实现了变速箱左右盖的批量压铸生产。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
3.4、上海乾通汽车附件有限公司 上海乾通汽车附件有限公司为上海大众汽车公司的桑塔纳轿车配套生产变速箱壳体, 是较早生产镁合金压铸件的企业之一, 目前已具备了批量生产镁合金压铸汽车零部件的能 力。
3.5、天津六合镁制品有限公司 天津六合公司为跨国集团百利得(BREED)公司下属专业生产镁合金压铸汽车零部件 的企业,于 2003 年初引进力劲 DCC630M 高性能镁合金冷室压铸成套设备在天津建厂,实 现了汽车方向盘的批量压铸生产, 并于当年再次签署了 2 台力劲 DCC630M 高性能镁合金冷 室压铸成套设备扩大生产规模以适应市场之需。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
3.6、泛亚欧宝(深圳)金属制品有限公司 泛亚欧宝(深圳) 泛亚欧宝金属制造(深圳)有限公司是由三家外资公司投资的全资外资企业,于 2002 年 8 月份筹建公司, 2003 年 3 月份正式投产。 现有香港力劲集团制造之镁合金压铸生产设 备三套(DC160M,、DC400M、DCC800M 各一套) ,已形成镁合金压铸件 240 万件的年生产能 力。
泛亚欧宝公司现在的主要客户包括德国大众汽车,美国通用汽车,香港 TTI,德国 Autoliv 等公司,主要生产产品为安全带导扣、安全气囊壳体、曲轴箱壳体、汽车点火钥 匙支座、油门支架等等。
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
3.7、其它 除上述公司之外,在国内还有其它公司也在进行镁合金压铸汽车零配件的生产,如南 京华宏公司、杭州富春镁业、石家庄久乐公司等都在专业压铸生产镁合金汽车零配件;另 外,重庆镁业公司、东莞镁达公司、北京首特钢公司、南京云海公司等等非汽车配件专业 制造商也都有镁合金汽车零配件订单在做。
4、结束语
未来汽车技术的发展趋势可以概括为“三化” ,即轻量化、电子化和计算机信息化。 所谓轻量化,是指采用高新技术开发的新材料,以减小汽车整备质量。能够使汽车实现轻 量化的新材料主要是指:用轻质的有色金属材料取代钢、铁、铜等,如铝合金和镁合金。 其中铝合金已得到广泛认同和应用,目前奥迪全铝车身、宝马全铝底盘等都已生产出来。 而镁合金是近年来正在兴起的新材料,这是由于镁冶炼技术进一步提高,镁的价格也得以 逐渐下降了,而且镁与铝结合后表现出非常好的压铸性能和加工性能。因此有人预计,全 世界对汽车镁合金的需求量每年将递增 20%以上。 汽车工业可能采用镁压铸件的场合大致可分成两大类: 一类是以镁取代原先以其它材 料用作压铸件的领域;另一类是直至目前还在采用焊接钢结构或铝板材料的场合。对于前 者,最常见的是以镁压铸件替换锌压铸件。虽然这两种材料有同等的铸造特性,但若全面 衡量质量与成本因素,选用镁显然更加合理。例如,点火装置外壳、变速器外壳、进气歧 管等,都有成功改用镁压铸件的实例。此外,镁与硅、锰、锌的合金能在高温下快速降低 蠕变张力,这对于要承受巨大机械应力和较高工作温度的发动机缸体,采用镁压铸件也是 很理想的。在北美,一些大型豪华轿车和小型运输车都已采用单一镁铸件取代了过去组合 式钢结构来制作仪表盘座。
镁铸件取代组合式钢结构来制作仪表盘座
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
近年来,许多种轿车铸件开始采用镁合金,以适应汽车轻量化的要求。这些镁合金铸 件包括:离合器外壳、变速器外壳、变速器上盖、发动机罩盖、转向盘、座椅支架、仪表 盘框架、车门内板、轮辋、转向支架、制动支架、气门支架等,甚至还有缸盖和缸体。60 多种汽车零部件已采用或正在开发应用镁合金。用 虽然中国为全球最大镁金属生产国, 也有如上文中所列举的可喜成绩, 但相对来说镁 合金汽车零部件制造商到目前为止仍寥寥无几,汽车制造业使用镁合金零部件并不多。目 前,越来越多的汽车零部件制造商意识到镁合金零件的优点,在近几年来,已有多家企业 投资建设了镁合金压铸生产线专用于汽车零部件的生产, 咨询投资镁合金压铸项目的企业 也在不断增多,可以预见,在解决了镁合金材料价格、压铸装备国产化、镁合金汽车零部 件开发技术及镁合金零件加工工艺不断成熟后, 镁合金在中国的汽车工业上的应用将会迅 速增长起来。
————本文摘自《中国镁业》 年第二期 ————本文摘自《中国镁业》2004 年第二期 本文摘自
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E-mail:Sales@yizumi-group.com Http://www.yizumi-group.com 联系人:黎前虎 刘祖明 先生
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本文摘自《中国镁业》2004 年第二期
作 者 简 介
黎前虎: 黎前虎:男,1965 年生,湖南人,1985 年毕业于湘潭大学机械系,高级 工程师,原力劲集团镁合金发展部高级经理、清华-力劲压铸高新技术研究中心 深圳基地主任、集团市场推广部经理,现任伊之密精密压铸科技有限公司市场总 监,对镁合金压铸技术及压铸品生产关联技术有较为深入、综合的研究,如镁合 金压铸工艺、设备、模具技术及安全作业要点,镁合金的熔炼气体保护技术,后 加工技术及制品之表面处理研究,镁合金压铸生产线之设计、制造、安装、调试 量产,工厂总体规划建设及制造成本之研究等。在清华-力劲压铸高新技术研究中心深圳基地,带领所属 技术人员配合集团开发部门研发出达到世界先进水平的高性能镁合金压铸成套设备,该型镁压铸机获 2000 年度香港工业奖及 2001 年度国家级重点新产品;并致力于推动镁合金新材料的产业化应用工作, 带领所属技术人员已成功为中国一汽集团、东风汽车集团、重庆隆鑫集团、长安汽车集团、宁夏 905 集 团、以色列 OPP 公司等建设了镁合金压铸生产线,并完成了力劲
集团深圳镁合金出口创汇基地的筹建工 作,为我国之镁合金新材料产业化推广做出了积极的贡献。
刘祖明: 刘祖明:1995 年毕业于贵州大学,工程师,原力劲集团镁合金发展部镁 合金技术支援负责人、调研分析部主管, 现任伊之密压铸研究院压铸压铸工业 信息研究所所长,对镁合金压铸产品的表面处理、 后续加工工艺领域有较长时 间的研究,曾先后发表了 10 余篇专业性论文,具有相当丰富的理论与实际经 验。
 
 
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