Hợp kim magiê đúc chếtđược phổ biến trong ô tô

---

Trọng lượng nhẹ của xe nhằm “làm mỏng” chiếc xe, trên cơ sở đảm bảo hiệu suất ổn định và được cải thiện, thiết kế tiết kiệm năng lượng của các bộ phận khác nhau và liên tục tối ưu hóa mẫu xe. Thí nghiệm chứng minh rằng nếu giảm khối lượng của toàn bộ xe đi 10% thì có thể tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu lên 6% ~ 8%; trọng lượng của ô tô giảm 1% thì mức tiêu hao nhiên liệu giảm được 0.7%; cứ 100 kg trọng lượng toàn bộ của ô tô, mức tiêu thụ nhiên liệu trên 100 km có thể giảm 0.3 ~ 0.6. Tăng lên.

Giáo sư Ouyang Ming của Đại học Thanh Hoa, đại diện cho Ủy ban Tư vấn Chiến lược Phát triển Phương tiện Năng lượng Mới và Tiết kiệm Năng lượng, đã công bố nội dung của lộ trình công nghệ xe tiết kiệm năng lượng và năng lượng mới. Các ý tưởng phát triển công nghệ trọng lượng nhẹ được đề xuất trong lộ trình chủ yếu được thực hiện trong ba giai đoạn. Giảm cân qua từng năm.
Giai đoạn đầu từ năm 2016 đến năm 2020, đạt trọng lượng xe giảm 10% so với năm 2015. Tập trung phát triển thép cường độ siêu cao và công nghệ thép cường độ cao tiên tiến, bao gồm phát triển tính năng vật liệu, phương pháp thiết kế nhẹ, tạo hình Công nghệ, quy trình hàn và phương pháp đánh giá thử nghiệm, để đạt được thép cường độ cao trong các ứng dụng ô tô, tỷ lệ hơn 50%, hợp kim nhôm Nghiên cứu về tấm kim loại dập công nghệ và thực hành trong cơ thể, nghiên cứu công nghệ kết nối của các vật liệu khác nhau.
Giai đoạn thứ hai từ năm 2021 đến năm 2025, đạt được trọng lượng xe giảm 20% so với năm 2015. Với công nghệ thép và hợp kim nhôm ô tô thế hệ thứ ba làm dây chuyền chính, nó thực hiện sự pha trộn của các vật liệu khác nhau như thép và nhôm, và ứng dụng trên diện rộng của thân nhôm hoàn toàn để thực hiện sản xuất hàng loạt và ứng dụng công nghiệp của các bộ phận vỏ hợp kim nhôm và các bộ phận hợp kim nhôm. Tăng cường phát triển công nghệ sản xuất các bộ phận hợp kim magie và sợi cacbon, tăng tỷ lệ ứng dụng của bộ phận hợp kim magie và sợi cacbon, khối lượng nhôm cho xe đạp đạt 350kg.
Giai đoạn thứ ba từ năm 2026 đến năm 2030, đạt trọng lượng xe giảm 35% so với năm 2015. Tập trung phát triển công nghệ composite hợp kim magie và sợi carbon, giải quyết vấn đề tái chế hợp kim magie và vật liệu composite, hiện thực hóa diện rộng ứng dụng khác nhau của hỗn hợp vật liệu composite sợi carbon và các bộ phận bằng sợi carbon, đồng thời đột phá công nghệ tạo hình phức tạp và công nghệ kết nối các bộ phận không đồng nhất. Hợp kim magie cho xe đạp đạt trọng lượng 45kg, sử dụng sợi carbon chiếm 5% trọng lượng xe.
Theo thống kê, trong năm 2016, lượng hợp kim magiê xe đạp được sản xuất ở Trung Quốc chỉ là 7.3kg, vẫn còn xa so với mục tiêu 45kg cho hợp kim magiê xe đạp vào năm 2030. Hợp kim magiê có một thị trường rộng lớn cho các ứng dụng nhẹ trong tương lai và có tiềm năng vô hạn.
Tính chất và ưu điểm của hợp kim magie
Mật độ thấp
Mật độ của hợp kim magiê đúc chỉ bằng 2/3 hợp kim nhôm, 1/4 thép, cường độ cụ thể và độ cứng cụ thể tốt hơn thép và hợp kim nhôm, cao hơn nhiều so với nhựa kỹ thuật, vì vậy hợp kim magiê đúc là một xuất sắc về nhiều mặt Một vật liệu kết cấu nhẹ có thể cạnh tranh với các vật liệu trên trong lĩnh vực ứng dụng.
Hấp thụ rung động tốt
Nó có lợi cho việc giảm rung và giảm tiếng ồn. Ví dụ, ở mức ứng suất 35 MPa, hệ số suy giảm của hợp kim magiê AZ91D là 25% và của hợp kim nhôm A380 chỉ là 1%. Ở mức ứng suất 100MP, hợp kim magiê AZ91D, AM60 và AS41 tương ứng là 53%, 72% và 70% và hợp kim nhôm A380 chỉ là 4%.
Độ ổn định kích thước cao
Tính không ổn định về kích thước của khuôn đúc hợp kim magiê do sự thay đổi của nhiệt độ môi trường và thời gian bị giảm xuống.
Độ dẫn nhiệt cao
Hệ số dẫn nhiệt của hợp kim magiê (60-70W / m-1 K-1) chỉ đứng sau hợp kim nhôm (khoảng 100-70W m-1 K-1) nên khả năng khuếch tán nhiệt tốt.
Không từ tính, có thể được sử dụng để che chắn điện từ.
Chống mài mòn tốt
Hợp kim magie cũng có hệ số giảm chấn tốt. Khả năng giảm chấn lớn hơn so với hợp kim nhôm và gang. Nó có thể được sử dụng cho nhà ở để giảm tiếng ồn. Nó có thể được sử dụng cho ghế và bánh xe để giảm độ rung và cải thiện sự an toàn và thoải mái của xe. Hợp kim magiê có trọng lượng nhẹ, hiệu suất hấp thụ va đập mạnh, hiệu suất đúc tốt, khả năng sản xuất tự động cao và tuổi thọ khuôn, và kích thước ổn định. Là vật liệu kỹ thuật nhẹ nhất, hợp kim magiê không chỉ là vật liệu thích hợp nhất để đúc các bộ phận ô tô mà còn là loại đèn xe hiệu quả nhất. Định lượng nguyên vật liệu.

Tình trạng của ngành công nghiệp đúc khuôn ô tô bằng hợp kim magiê
Sự phát triển nhẹ của ô tô đã làm tăng nhu cầu đối với các vật đúc hợp kim nhẹ như magiê và nhôm. Kể từ năm 1990, magiê cho ô tô đã tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 20%. Hợp kim magie đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong sự phát triển của công nghệ vật liệu ô tô. Vật liệu hợp kim magiê đúc đặc biệt thích hợp cho nền kinh tế tái chế, tiết kiệm năng lượng, các yêu cầu sản xuất sạch và carbon thấp do khả năng tái chế và quy trình không có phoi thấp. Họ đang chiếm ưu thế trong việc phát triển ô tô hạng nhẹ. Các nhà sản xuất phụ tùng ô tô lớn đã chủ động nắm bắt cơ hội phát triển và đầu tư vào sản xuất và phát triển các khuôn đúc ô tô bằng hợp kim magiê. Theo số liệu "Báo cáo phân tích ngành đúc ô tô hợp kim magie Trung Quốc", năm 2015, nhu cầu ngành đúc khuôn ô tô bằng hợp kim magie của Trung Quốc đạt 149,000 tấn, tăng 23.12%. Hiện các công ty ô tô trong và ngoài nước đang làm phần thân xe (khoảng 30%), động cơ (khoảng 18%), hệ thống truyền động (khoảng 15%), hệ thống đi bộ (khoảng 16%) và bánh xe (khoảng 10%). 5%) Hợp kim magiê của thép hoặc các bộ phận bằng nhôm.
Theo quan điểm của việc sử dụng hợp kim magiê cho xe đạp được sản xuất tại Trung Quốc, dung lượng thị trường của ngành công nghiệp đúc ô tô bằng hợp kim magiê của Trung Quốc sẽ đạt 229,000 tấn vào năm 2017 và dung lượng thị trường sẽ đạt 660,000 tấn vào năm 2022, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm trung bình 23.5%.
Việc sử dụng magiê trên toàn cầu cho xe đạp đang ở mức thấp và nhu cầu mở rộng hợp kim magiê cho ô tô là rất lớn. Các vật liệu nhẹ như thép cường độ cao, hợp kim nhôm và nhựa kỹ thuật đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của sản xuất ô tô và phụ tùng ô tô. Hợp kim magie chưa được quảng bá và sử dụng rộng rãi vì nhiều lý do khác nhau. Hợp kim magiê chủ yếu được sử dụng trong các bảng thiết bị. Giá đỡ, khung lái, mui xe, vô lăng, giá đỡ ghế, ốp cửa nội thất, hộp số, ... Hiện tại, mỗi chiếc xe ở Bắc Mỹ sử dụng 3.8kg hợp kim magiê, 9.3kg ở Nhật Bản và 14kg hợp kim magiê cho mỗi chiếc xe trên PASSAT và Audi A4 của châu Âu, trong khi mức tiêu thụ trung bình của ô tô Trung Quốc chỉ là 1.5kg / xe.

Ứng dụng của hợp kim magiê trong trọng lượng nhẹ ô tô

Kết cấu nội thất ô tô

Mặc dù hợp kim magiê có khả năng chống ăn mòn kém, nhưng việc bảo vệ chống ăn mòn không phải là yếu tố được xem xét chính trong việc xây dựng nội thất ô tô. Vì vậy, hợp kim magiê đã được sử dụng rộng rãi trong chế tạo nội thất ô tô, đặc biệt là trong các bảng điều khiển và cơ cấu lái. Được biết, trụ bảng điều khiển hợp kim magiê đầu tiên được General Motors đúc vào năm 1961, tiết kiệm 4 kg vật liệu so với các bộ phận tương tự được sản xuất bằng đúc hợp kim kẽm. Trong khoảng hơn một thập kỷ qua, việc sử dụng các trụ khay dụng cụ đúc bằng hợp kim magiê đã có những bước phát triển vượt bậc.
Việc ứng dụng hợp kim magiê vào ghế ngồi bắt đầu ở Đức vào những năm 1990, chủ yếu trên SL Roadster sử dụng cấu trúc dây đai an toàn ba điểm làm bằng đúc magiê. Tương tự như ứng dụng của hợp kim magiê trên bảng điều khiển thiết bị, trong những năm gần đây, việc thiết kế và sản xuất ghế ngồi làm bằng hợp kim magiê đã trải qua một quá trình cải tiến đáng kể. Cấu trúc ghế bằng hợp kim magiê giờ đây có thể mỏng tới 2mm, giúp giảm trọng lượng đáng kể. Mặc dù các vật liệu khác như thép cường độ cao, nhôm và vật liệu composite cũng được sử dụng, các chuyên gia dự đoán rằng hợp kim magiê sẽ trở thành vật liệu chính cho các thành phần ghế ô tô nhẹ và tiết kiệm chi phí trong tương lai.

Cơ thể tự động

Hợp kim magiê bị hạn chế trong các ứng dụng cơ thể, nhưng chúng cũng được sử dụng trong các OEM. Khi General Motors giới thiệu C-5 Corvette vào năm 1997, nó đã sử dụng khung mái đúc nguyên khối bằng hợp kim magiê. Ngoài ra, hợp kim magiê cũng được sử dụng trong phần mui và khung mui cứng có thể thu vào của Cadillac XLR Convertible. Ford F Chiếc xe tải -150 và SUV cũng sử dụng vật liệu đúc magie tráng làm giá đỡ tản nhiệt. Tại châu Âu, Volkswagen và Mercedes-Benz đã đi đầu trong việc ứng dụng các vật liệu đúc hợp kim magiê thành mỏng trong các tấm thân xe.

Chassis

Hiện nay, bánh xe hợp kim magiê đúc hoặc rèn đã được sử dụng trong nhiều xe đua giá cao hoặc xe thể thao hiệu suất cao. Tuy nhiên, chi phí tương đối cao và các vấn đề ăn mòn tiềm ẩn của bánh xe hợp kim magiê ngăn cản việc sử dụng chúng trong các phương tiện sản xuất số lượng lớn.
Trong tương lai, việc sản xuất các thành phần khung gầm bằng hợp kim magiê nhẹ, chi phí thấp, chẳng hạn như trung tâm, hệ thống treo động cơ và tay điều khiển, sẽ phụ thuộc rất nhiều vào quy trình đúc hợp kim magiê và được phát triển trên các bộ phận khung và bánh xe hợp kim nhôm. Quá trình đúc có thể được áp dụng thành công cho các hợp kim magiê sau khi sửa đổi. Ngoài ra, sự phát triển của các lớp chống ăn mòn, chi phí thấp và hợp kim magiê mới với độ bền và độ bền va đập cao sẽ đẩy nhanh việc sử dụng hợp kim magiê trên khung xe.

Hệ thống truyền động

Hầu hết các chi tiết đúc của hệ thống truyền lực như lốc máy, đầu xilanh, hộp số, xéc măng dầu ... đều được làm bằng hợp kim nhôm. Hiện tại, xe bán tải và xe SUV được sản xuất ở Bắc Mỹ là hộp số hợp kim magiê, và hộp số tay hợp kim magiê của Volkswagen và Audi cũng được sản xuất hàng loạt ở châu Âu và Trung Quốc.
Hiện tại, tiến bộ hiệu quả đã được thực hiện thông qua các thử nghiệm lực kế trên các nguyên mẫu động cơ tăng cường magiê, có nghĩa là nhiều hợp kim magiê sẽ được sử dụng trong các hệ thống điện trong tương lai.
Những thách thức chính trong việc thúc đẩy và ứng dụng hợp kim magiê
Khả năng chống ăn mòn kém, giá thành cao và tỷ lệ phế liệu cao là những rào cản phổ biến đối với hợp kim magiê.
Hợp kim magiê không gặp phải các vấn đề về chi phí đúc khuôn cao, tỷ lệ phế phẩm cao và tiềm ẩn những nguy cơ trong quá trình sản xuất an toàn. Du Fangci, cố vấn của Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc cho biết, magiê là một nguyên tố hoạt động mạnh và khả năng chống ăn mòn của nó rất kém. Khả năng kỹ thuật của Trung Quốc trong việc chống ăn mòn của các bộ phận hợp kim magiê kém hơn. Ngoài ra, magiê dễ bị cháy và nổ trong quá trình chế biến, và có các vấn đề về an toàn sản xuất. Nơi sản xuất yêu cầu quản lý chặt chẽ để đảm bảo sản xuất an toàn.
Với tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, năng lượng ngày càng khan hiếm, ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải đã trở thành những sự kiện quan trọng liên quan đến nền kinh tế quốc dân và đời sống của người dân. Cả xe ô tô truyền thống và các phương tiện năng lượng mới đang phát triển đều rất chú trọng đến thiết kế nhẹ của thân xe nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Hợp kim magiê cho ô tô đang bùng nổ và quy trình đúc khuôn hợp kim magiê ngày càng trở nên hoàn thiện hơn và phạm vi ứng dụng ngày càng mở rộng. Các bộ phận ô tô đúc bằng hợp kim magiê quy mô lớn sẽ thúc đẩy quá trình tăng trọng lượng ô tô.

Liên kết đến bài viết này ： Đúc khuôn bằng hợp kim magiê có thể được sử dụng phổ biến trong việc làm trọng lượng nhẹ ô tô không?

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！