我国新能源汽车轻量化之镁合金材料零部件的应用

        “我国镁合金产业在十四五”以来积极实现自主创新战略，积极开展“产学研用”结合，并通过依靠科技与技术的开拓创新从而提升镁合金材料质量的均一性，显著提升了中高端材料产业技术水平。在新的时代背景下，我国积极改变成本高、耗能高、污染大的传统模式，向实惠、节能、高产出、环保的发展模式转型，短流程、低成本、低耗能的新工艺和新方法不断涌现。

        今年，我国新能源汽车行业飞速发展，镁合金作为零部件与其他合金材料相比，在开发中有密度小、减震性强、刚性好等优点，在汽车领域应用主要集中在转向盘、前端结构件、仪表盘支架、前后座椅背骨架、转向柱支架、变速器壳体、发动机支架等方面，其减重效果优异。

        镁合金材料轻量化使得国内许多车企应用镁合金进行汽车制造的意愿大大上升，如蔚来ES8的仪表盘支架及前端模块框架皆由镁合金所制，相比于传统的钢结构减重50%以上，单车用镁量突破7kg；2020年特斯拉Model Y座椅骨架（靠背+座框）全部使用镁合金。

一、汽车不同零部件使用镁合金后减重效果

        综上所述，根据上述汽车不同部位零部件通过镁合金进行轻量化后减重效果及其这些部件的重量，可以预测到2025年我国单车用镁量有望提高至10kg，并且假设2025年汽车销量达到3000万辆，汽车领域镁合金需求将达到37.6万吨，相比2020年CAGR为23%。

我国汽车行业镁合金需求量预测

数据来源：观研报告网《 中国镁合金行业发展现状分析与投资趋势预测报告（2022-2029年）》

二、航空航天领域应用前景广阔

        在航空航天领域，镁合金应用于飞机、导弹、飞船、卫星上的重要构件，综合减重效果比铝合金高出25%~35%，提高机动性能，并且经济效益较大。根据《镁合金在航空航天领域中的应用》研究表明，航空航天设备每减少1磅重量所带来的经济效益，商用飞机为300美元，战斗机为3000美元，航天器则高达3万美元。由此可见，镁合金行业在航空航天领域应用前景广阔。

三、总结与展望

        镁合金作为一种工程材料，在汽车工业中已经取得了广泛的应用。综述的主要目的是通过实例来展示镁合金在汽车工业中的应用，以增加主机厂对开发新零部件的信心。同时，镁合金的应用仍然遵循在适当的地方使用适当的材料的原则，充分发挥其密度轻、流动性好等优点，尽量避免强度低、易腐蚀等缺点。根据这些综述，可以得出以下核心结论：

        1、汽车应用中主流的镁合金是AM50/60和AZ91D系列，在成型工艺上最常见的是压铸工艺。

        2、为了避免镁合金本身承载能力不高的缺点，在梁系结构件中不常使用镁合金，但在汽车拆解的总成件中通常以骨架或支架的形式使用。

        3、镁合金适用于不容易受环境电偶腐蚀影响的地方，例如塑料包裹的方向盘骨架、仪表盘内的CCB以及用泡沫和皮革包裹的座椅骨架等。

        4、在原材料成本居高不下的情况下，通过结构设计和优化来试图降低成本。

通过这些研究和应用案例，我们可以看到镁合金在汽车工业中的潜力和前景，同时也意识到使用镁合金要根据具体应用场景和需求进行合理选择。随着技术的进一步发展和优化，镁合金有望在汽车行业中得到更广泛的应用。

        令人鼓舞的是，镁合金作为一种有前途的材料正在引起许多跨国和跨学科的合作研究，特别是在增材制造和储氢技术领域。大量的研究正积极推动着镁合金作为高品质轻质材料的发展，其中包括不完善的数据库系统、连接和组装过程、热加工温度范围的限制、塑性流动的不均匀性、虚拟软件开发、成本居高不下以及用于储氢的材料等方面的挑战。这些研究的进展将为镁合金的应用提供更多的解决方案，推动其在汽车行业以及其他领域的广泛应用。

        工艺和成本问题、技术创新能力不足以及产业结构矛盾等因素限制了镁合金在汽车行业的发展。然而，这一局面正充分证明了镁合金应用的前景。为了使镁合金成为一种具备额外环境和经济效益的替代材料，必须将汽车部件的生产更贴近消费者需求。此外，在政策的支持下，更多地尝试采用绿色电力电解镁技术是一种可循环、生态的方式。这些挑战是全球性的，需要产业链各环节之间大力合作。在不久的将来，随着新的镁合金结构和技术的突破，我们将更好地满足汽车轻量化需求不断增长的趋势。

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