鎂及其合金作為一種新型綠色輕質(zhì)工程材料，因其低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度等特性逐漸引起人們的關(guān)注。在汽車、飛機(jī)、航空航天等領(lǐng)域，鎂合金作為一種有前景的結(jié)構(gòu)材料具有廣闊的應(yīng)用前景。與鋁合金和鋼材料相比，鎂合金具有更高的比強(qiáng)度和良好的鑄造性能。鎂合金在導(dǎo)熱性能、減振性能和阻尼能力方面也具備明顯優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步拓寬了其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

        然而目前，由于汽車鎂合金零件的批量生產(chǎn)仍面臨限制，加之工程師經(jīng)驗(yàn)不足，尚未形成完善的汽車鎂合金零部件研發(fā)體系，難以實(shí)時(shí)跟蹤相關(guān)文獻(xiàn)等。因此目前對(duì)于鎂合金在汽車領(lǐng)域的綜述文章較為稀缺，尤其是在詳細(xì)介紹鎂合金零部件全流程開(kāi)發(fā)過(guò)程和性能要求方面的內(nèi)容。因此有必要對(duì)鎂合金在汽車零部件中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，這將為整車廠的鎂合金零部件開(kāi)發(fā)提供參考和借鑒。

        最近，北京科技大學(xué)劉波教授課題組總結(jié)了汽車零部件用不同系列鎂合金的發(fā)展歷程和最新進(jìn)展。通過(guò)分析主機(jī)廠（OEM）實(shí)際開(kāi)發(fā)生產(chǎn)案例，課題組介紹了鎂合金零部件全流程開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線，以增強(qiáng)OEM開(kāi)發(fā)新型零部件的信心，這對(duì)于從事汽車輕量化研究的企業(yè)和廠商具有啟示意義。同時(shí)，從國(guó)家政策法規(guī)、環(huán)境能源保護(hù)和消費(fèi)者需求出發(fā)，討論了鎂合金材料所面臨的各種挑戰(zhàn)以及克服這些挑戰(zhàn)的方法，并對(duì)未來(lái)進(jìn)行了展望。該研究有助于深入了解鎂合金在汽車行業(yè)應(yīng)用方面，促進(jìn)鎂合金在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

一、鎂合金在汽車零部件上的應(yīng)用發(fā)展

        鎂合金在汽車輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步增多，并且隨著新能源汽車的興起，其應(yīng)用前景更加廣闊。根據(jù)"節(jié)能與新能源汽車2.0技術(shù)路線圖"的判斷，整車輕量化系數(shù)將逐步降低，這意味著汽車制造商需要尋找更輕、更強(qiáng)的材料來(lái)替代傳統(tǒng)材料。鎂合金作為一種輕質(zhì)工程材料，具有低密度、高比強(qiáng)度和高比剛度等特點(diǎn)，非常適合用于汽車零部件制造。在過(guò)去的幾十年里，鎂合金的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段。首先是20世紀(jì)30年代之前，鎂合金開(kāi)始應(yīng)用于制造業(yè)；然后是第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事裝備需求，鎂合金的產(chǎn)量急劇增加；之后是鎂合金發(fā)展趨于平穩(wěn)的時(shí)期；而近20年來(lái)，受到汽車尾氣排放、能源消耗和環(huán)保政策的影響，世界各國(guó)開(kāi)始重視鎂合金的開(kāi)發(fā)和研究。

        目前，鎂合金在汽車零部件制造中的應(yīng)用日益廣泛。圖表1總結(jié)了不同階段的鎂合金汽車零部件發(fā)展歷史，并列舉了一些OEM（原始設(shè)備制造商）的實(shí)例。根據(jù)該圖，可以看出在近20年來(lái)，鎂合金在車身系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及內(nèi)外飾系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在車身系統(tǒng)中，鎂合金被用于制造車門、前端框架、前上構(gòu)件、車頂、引擎蓋、后備箱蓋等部件。底盤系統(tǒng)方面，鎂合金常用于制造車輪、方向盤和副車架等部件。而在傳動(dòng)系統(tǒng)中，鎂合金可用于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器殼體、油底殼等部件。此外，在內(nèi)外飾系統(tǒng)中，鎂合金可用于制造座椅骨架、儀表板骨架、中控支架、液晶顯示器背板等零部件。當(dāng)前常見(jiàn)的鎂合金材料有AZ91D、AM60B和AM50等。這些鎂合金材料具有良好的性能，廣泛應(yīng)用于汽車制造中。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研發(fā)的深入，預(yù)計(jì)鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大?？傊?，鎂合金作為一種輕質(zhì)工程材料，在汽車輕量化領(lǐng)域具有巨大的潛力。隨著對(duì)環(huán)保和能源消耗的要求不斷提高，鎂合金在汽車零部件制造中將會(huì)發(fā)揮更重要的作用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的汽車行業(yè)做出貢獻(xiàn)。

表1 鎂合金系列在車身上的應(yīng)用領(lǐng)域

二、總結(jié)與展望

        鎂合金作為一種工程材料，在汽車行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文通過(guò)結(jié)合主機(jī)廠的實(shí)際生產(chǎn)案例，介紹了壓鑄鎂合金的開(kāi)發(fā)技術(shù)路線，對(duì)于企業(yè)和制造企業(yè)在汽車輕量化研究中具有重要參考價(jià)值。

        根據(jù)文章的描述，當(dāng)前汽車行業(yè)中主流的鎂合金材料是AM50/60和AZ91D系列，最常見(jiàn)的成型工藝是壓鑄工藝。鎂合金在汽車中的應(yīng)用需要考慮材料本身的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其低密度和良好的流動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，盡量避免其強(qiáng)度較低和易腐蝕的缺點(diǎn)。

        文章指出，在高承載要求的梁系結(jié)構(gòu)件中不宜使用鎂合金，但可以以骨架或支架的形式在汽車總成件中使用。此外，鎂合金適用于不易發(fā)生電偶腐蝕的環(huán)境，比如塑料包裹的方向盤骨、儀表盤中的CCB以及座椅骨架等。

        然而，鎂合金在汽車行業(yè)的發(fā)展目前受到一些挑戰(zhàn)的限制，例如工藝和成本問(wèn)題、技術(shù)創(chuàng)新能力不足以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾等。盡管如此，許多跨國(guó)和跨學(xué)科的合作仍在積極研究鎂合金的增材制造和儲(chǔ)氫技術(shù)，以解決數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、連接和裝配工藝、熱加工溫度范圍、塑性流動(dòng)等方面存在的問(wèn)題，并提高鎂合金作為優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)材料的性能。

        為了使鎂合金成為具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的替代材料，需要更加注重汽車部件生產(chǎn)與消費(fèi)者的接近，并且政策支持下的綠色電力電解鎂技術(shù)也是一種可行的選擇。這些挑戰(zhàn)是全球性的，需要產(chǎn)業(yè)鏈的緊密合作。相信在不久的將來(lái)，鎂合金在汽車輕量化需求不斷增長(zhǎng)的背景下，將取得新的突破并得到更廣泛的應(yīng)用。

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