镁合金汽车部件|轻量化发展“减重不加价”

        国家镁合金材料工程技术研究中心最近发布了一则消息。据该消息称，在潘复生院士的指导下，重庆大学国家镁中心、高端装备铸造技术全国重点实验室、重庆美利信科技股份有限公司（以下简称"美利信"）以及重庆博奥镁铝金属制造有限公司等单位联合合作，成功试制出了一款镁合金超大汽车压铸结构件，此次试制在美利信科技的8800吨压铸系统上完成。

        据介绍，这是全球最大的镁合金超大汽车压铸件在重庆试制成功，其成功试制将进一步推动镁合金在大型复杂结构领域的广泛应用，并加速汽车轻量化的进程。 

镁合金应用取得多项新进展

        据了解，本次试制包括一体化车身铸件和电池箱盖两类超大型新能源汽车结构件，两者的投影面积都超过2.2平方米，是目前世界上最大的镁合金汽车压铸结构件。相对于原先的铝合金铸件，这两个铸件的重量减轻了32%。

        美利信的相关负责人在接受《中国汽车报》记者采访时表示，镁合金作为最轻的金属结构材料，在航空航天、汽车、高铁、通信等领域具有巨大的应用潜力，是最具发展前景的金属结构材料之一。正因如此，美利信高度重视镁合金等轻量化材料的开发和产业化推广应用，并在2021年配备了全球当时最大的8800吨压铸机。而潘复生院士团队在高性能镁合金和高性能结构件等领域取得了重要进展。此次市场应用与科研成果的完美结合为超大型镁合金结构件的规模化生产奠定了基础。

        美利信相关负责人介绍称，此次全球最大镁合金超大汽车压铸件的试制，攻克了多项技术难题，在高流动性高性能压铸镁合金设计、大体积镁合金熔体纯净化、镁合金结构件结构设计与压铸工艺优化、压铸缺陷预测与控制等多项关键技术上实现了突破。

        根据最新了解，镁合金在商用车辆上的应用也取得了显著进展。今年4月，西安交通大学与陕汽集团等多家单位联合研发的全国首辆镁合金轻量化挂车正式投入使用。该挂车单车使用了超过800公斤的镁合金材料，最大单体镁合金制件尺寸达到了13米，相比原先的钢制方案，综合减重近1吨，将显著提高公路货运的经济效益。

        值得一提的是，该款挂车不仅仅是替代单一零部件，而是首次将镁合金轻量化理念贯彻于重载卡车的设计、研发、工程制造以及后效验证的全过程。在这个过程中，攻克了高品质车用镁合金在细匀净密铸锭、精密塑性成形、可靠连接装配、可控高效防护等领域的关键技术，形成了镁合金轻量化挂车系统的研发技术方案。

轻量化使镁合金受到重视

    化”这一目标。在“双碳”目标引领下，节能减排成为当前交通领域的重要任务之一，而轻量化可以提高汽车动力性能，减少能源消耗并降低排放污染。此外，从整体设计的角度看，轻量化也是必不可少的。相关研究结果显示，乘用车的重量每减轻10%，相应的油耗可以减少7.5%至9%，电动汽车的重量每减轻10%，续航里程可提升5.5%。可见，无论是燃油车还是新能源汽车，轻量化都具有重要意义。

        在金属材料中，镁的密度较低，约为1.74g/cm³，而铝的密度为2.7g/cm³，钢铁的密度接近8g/cm³。因此，镁合金在轻量化方面具有很大的潜力。张景怀指出，镁合金是目前工程应用中最轻的结构金属，具有广泛应用于汽车轻量化领域的潜力。根据报道，同规格产品下，将镁合金替代铝合金可以实现25%至35%的减重。除了低密度外，镁合金在强度、抗震性能、散热性能和使用寿命等方面也具有优势。  

        镁合金的压铸成型相对容易，适合进行大规模的批量生产。在特斯拉的引领下，近年来一体化压铸技术在汽车行业迅速发展，蔚来、小鹏、长安、大众等多家汽车制造商都开始布局相关技术。最近，丰田汽车也表示，他们计划在2026年推出的电动汽车将采用一体化压铸技术，以提升整车性能并降低成本。

        目前，一体化压铸技术主要应用于铝合金材料，然而，具有更好压铸性能的镁合金无疑有着巨大的潜力。据资料显示，镁合金压铸件相比铝合金更薄，镁合金的最小可允许铸件壁厚可低至0.6毫米，而铝合金需要达到1.2至1.5毫米才能达到相同效果。此外，由于其较低的热容量，镁合金更适合于大规模批量压铸生产，其生产效率比铝合金高出40%至50%。此前，潘复生在接受媒体采访时曾表示，镁合金压铸件的成本与铝合金相当，未来有可能比铝合金更低。

通过采用镁合金一体化压铸技术，汽车制造商可以在轻量化的同时提高生产效率，降低材料成本，并为未来的电动汽车提供更好的整车性能。  

        从供应链安全的角度来看，镁合金的应用将成为必然趋势。根据西南证券发布的研报，在全球镁资源市场中，我国占据着主导地位，是世界镁资源的重要供应国，占比超过70%。2022年，我国的镁产量约为90万吨，占全球产量的91%。同时，我国也是镁材料和制品的研发与生产大国，连续10多年镁及镁合金产品占据全球市场份额的80%以上。

        据了解，镁合金已经广泛应用于汽车行业的仪表盘支架、座椅支架、显示屏支架、车门骨架、变速箱壳体、电池箱等领域，并已开发出数十种汽车镁合金零部件。预计到2025年，我国每辆汽车中镁合金的使用量有望增加至10千克，增长潜力巨大。

        这种依赖自身丰富的镁资源以及国内强大的镁合金研发和生产能力，使得我国在镁合金供应链上具有巨大的优势和安全保障。同时，随着镁合金在汽车领域应用的不断扩大，我国供应链的完善将进一步推动镁合金产业的发展，并为汽车制造商提供可靠的供应保障。  

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