鎂合金的性能及其在汽車上的應用

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

關鍵詞：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、運輸、化工、火箭等工業部門。

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構金屬。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，是在實用金屬中是最輕的金屬。

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

2 鎂合金在汽車上的應用

1）手動變速箱，4輪驅動分動箱

手動變速箱稱手動變速器又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。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用。

分動箱，就是將發動機的動力進行分配的裝置，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，并且可以在后驅和四驅之間切換，多使用在硬派越野車上。鎂分動箱的生產在北美有近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

有人把引擎稱為發動機，其實，發動機是一整套動力輸出設備，包括變速齒輪、引擎和傳動軸等等，可見引擎只是整個發動機的一個部分，但卻是整個發動機的核心部分。

現如今，發動機材料的趨勢，是滿足強度、耐熱性和壽命要求的前提下，減小質量。從全鐵->鋁合金->部分發動機的進氣歧管和油底殼采用工程塑料，減小了車重。

發動機及傳動系統的殼體一般用耐蝕性較好的AZ91D合金生產。鎂合金的發動機氣缸罩蓋可以減輕質量、消除機油泄漏、保證尺寸的穩定性。

3）座椅零件、儀表盤、踏板托架和轉向盤/柱

鎂合金壓鑄的座椅可以實現零件的一體化、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；鎂合金的轉向盤/柱，使質量更輕，而且使氣囊系統、防盜系統以及方向控制和車速控制開關的結合更加有效。

4）輪轂

由于鎂合金的比強度高，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 結束語

隨著對汽車油耗和環保越來越高的限制，鎂合金在汽車上的應用必然會快速增加。

參考文獻

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作者簡介

趙生蓮，攀枝花學院講師。