鎂合金的性能及其在汽車上的應(yīng)用

摘 要：鎂合金具有比強(qiáng)度高、比彈性模量大、散熱好、消震性好、耐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，因此鎂合金廣泛用于汽車部件上。

關(guān)鍵詞：鎂合金；汽車

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門。

1 鎂合金的性能

自然界鎂的賦存十分豐富，是地殼中僅次于鋁、鐵，是第三個豐度最高的結(jié)構(gòu)金屬。全球主要從菱鎂礦、白云石、鹽湖鹵水和海水中提取金屬鎂。中國的菱鎂礦資源總量為53億噸，白云石已探明儲量40億噸以上。中國鎂資源的現(xiàn)有儲量居世界首位。

鎂是一種銀白色的輕金屬，比重還不到鋁的2/3，是鐵的1/4，是在實(shí)用金屬中是最輕的金屬。

鎂合金比強(qiáng)度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。

鎂合金的比重雖然比塑料重，但是，單位重量的強(qiáng)度和彈性率比塑料高，所以，在同樣的強(qiáng)度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外，由于鎂合金的比強(qiáng)度也比鋁合金和鐵高，因此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。

2 鎂合金在汽車上的應(yīng)用

1）手動變速箱，4輪驅(qū)動分動箱

手動變速箱稱手動變速器又稱機(jī)械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達(dá)到變速的目的。相比，鎂箱體可以減重25%左右。鎂合金手動變速箱的生產(chǎn)己相對成熟，特別是在大眾/奧迪公司，近年來本田公司也在應(yīng)用。

分動箱，就是將發(fā)動機(jī)的動力進(jìn)行分配的裝置，可以將動力輸出到后軸，或者同時輸出到前/后軸。特點(diǎn)是：帶有分動箱的汽車，都是動力先由傳動軸傳遞到分動箱，在由分動箱來分別傳遞到前軸和后軸，并且可以在后驅(qū)和四驅(qū)之間切換，多使用在硬派越野車上。鎂分動箱的生產(chǎn)在北美有近20年的歷史，目前北美分動箱有40%采用鎂合金制造。

2）引擎系統(tǒng)

有人把引擎稱為發(fā)動機(jī)，其實(shí)，發(fā)動機(jī)是一整套動力輸出設(shè)備，包括變速齒輪、引擎和傳動軸等等，可見引擎只是整個發(fā)動機(jī)的一個部分，但卻是整個發(fā)動機(jī)的核心部分。

現(xiàn)如今，發(fā)動機(jī)材料的趨勢，是滿足強(qiáng)度、耐熱性和壽命要求的前提下，減小質(zhì)量。從全鐵->鋁合金->部分發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管和油底殼采用工程塑料，減小了車重。

發(fā)動機(jī)及傳動系統(tǒng)的殼體一般用耐蝕性較好的AZ91D合金生產(chǎn)。鎂合金的發(fā)動機(jī)氣缸罩蓋可以減輕質(zhì)量、消除機(jī)油泄漏、保證尺寸的穩(wěn)定性。

3）座椅零件、儀表盤、踏板托架和轉(zhuǎn)向盤/柱

鎂合金壓鑄的座椅可以實(shí)現(xiàn)零件的一體化、提高剛度、降低振動、提高安全性和舒適性；鎂合金儀表盤質(zhì)量更輕，防震性能更好；鎂合金的踏板托架比鋁制的和鋼制的更輕；鎂合金的轉(zhuǎn)向盤/柱，使質(zhì)量更輕，而且使氣囊系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)以及方向控制和車速控制開關(guān)的結(jié)合更加有效。

4）輪轂

由于鎂合金的比強(qiáng)度高，消震性好，所以用鎂合金制成的輪轂比鋼制和鋁制的輪轂更輕，但抗震能力卻大為提高。

3 結(jié)束語

隨著對汽車油耗和環(huán)保越來越高的限制，鎂合金在汽車上的應(yīng)用必然會快速增加。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

趙生蓮，攀枝花學(xué)院講師。