「阿虎汽车」上海特斯拉汽车公司投产与镁在汽车上应用( 二 )


在20世纪30年代 , 采用镁合金的汽车零件有曲轴箱、油泵、发动机支座和机体、配电器和磁铁壳、头灯托架、风机叶片、凸轮曲盖、油过滤器、离合器壳体、油盘、变速箱 。
20世纪60~70年代出现的镁合金汽车零配件就更多了:控制面板、油泵齿轮箱、离合器和传送箱壳体、车轮、汽罐盖、配电器支座、滤油器支座、燃油发电机通气阀体、油泵喇叭管、平油塞、六缸体曲轴箱、差动齿轮箱、汽化器、离合器箱体、车窗开闭调节导杆、摇杆套 。
进入20世纪80年代 , 世界汽车镁合金压铸件的应用不断扩大 , 采用镁合金制备的汽车配件有:控制杆构件、刹车滑轮、吸尘器壳体、摇杆盖、手套箱框、变速手柄、发动机叶片、气缸体盖、阀体、风扇、叶片、进气岐管、灯头框、吸气栅、前轮主动盖、四轮传送箱、冷冻机叶片用隔板框架、黏滞叶片传动装置、刹车及离合器踏板 。
进入90年代后 , 其年复合增长率达15% , 增长速度最快的是北美、西欧和日本 。 目前 , 汽车上有70多个零件是由镁合金制造的 , 其中90%以上为压铸件与铸件 , 而用的最多的是仪表盘基座、座位框架、方向盘轴、发动机阀盖、变速箱壳、进气岐管、车身及车轮 。
——仪表盘基座
仪表盘基座对制造材料的要求:良好的变形性能、质量轻、高的尺寸精度、简化零件结构等 , 镁合金都能满足这些要求 。 20世纪80年代德国大众汽车公司率先用Mg-Al-Zn系合金(AM系)铸造了仪表盘基座 , 用于AudiV8型车 , 是一个整体压铸件 , 长1440mm、壁厚3.5mm、质量约4.3kg , 与钢件相比 , 质量减轻了约65% , 结构大大简化 , 它将过去需要30个~60个零件组装的基座集成为一块整体 。 这种整体式基座可以为“A”型支柱、HVAC(采暖通风和空调)控制器、安全气囊箱、空调器管路、驾驶杆、刹车、离合器踏板及其他零部件提供支撑结构 , 近期又加上了横梁和速度表、收音机及手套箱支架 。
AM系镁合金有较好的可成形性 , 拉伸率约6% , 其零部件受到冲击时仅发生变形而不易断裂 。 通用汽车公司(GM)G-Van使用的仪表盘基座的质量达15kg , 可能是目前使用的最大的 。 此外如梅赛德斯(Mercedes)、克莱斯勒(Chrysler)、菲亚特(Fiat)汽车公司等的一些车上都用了镁合金整体式仪表盘基座(仪表板) 。
——座椅框架
汽车、高铁座椅框是可以用镁合金压铸的又一典型零件 , 因为镁合金具有成型性好、密度小、简化结构效果好等特点 , 还具有易实现零件集成化、提高抗震性等优点 。 菲亚特汽车公司用AM60合金压铸AlfaRomeoMeridianMPI座椅框架 , 德国梅赛德斯汽车公司用AM系镁合金压铸座椅框架 , 由5件镁合金厚壁压铸件装配而成 , 重仅8.5kg , 比原来的钢框架轻了11.5kg , 即轻了57.5% , 以后又研制成功仅2kg的座椅框架 , 由一件座底框和一件座背框组成 , 他们的壁厚紧2mm~4mm , 组装前不需要进行机械切削深加工 。
法国TGV高速列车座椅框架是用AM系镁合金压铸的 , 含泡沫塑料、纺织品的总质量为14kg , 比钢框架轻50% 。
美国福特汽车公司在微型货车上用AM60镁合金座位支架取代了钢支架 , 使质量从4kg下降到1kg 。 镁合金座椅框架的应用大大刺激了镁应用的发展 , 以镁代钢、铝可以取得显著的减重效果与节能减排 , 并提高了车的抗冲击性能 。
——驾驶系统
在驾驶系统中加入气袋后增加了其质量 , 从而影响到车的可操纵性 , 如果一部分零件改用镁合金制造则可以显著降低质量 , 提高车的驾驶性能 。 日本丰田汽车公司(ToyotaMotorCorp.)用AM60镁合金压铸方向盘 , 它的盘芯用AM50合金压铸 , 其他的零件用的是AZ91合金 , 整个方向盘的质量减轻45%以上 。 镁合金具有质量轻、操作性能好、价格合理等优点 。
福特汽车公司压铸的集成镁合金方向杆件由3个零件组成 , 以AM系合金压铸 , 总质量1.2kg 。 奥迪汽车公司用AZ91D(Mg-Al-Zn系合金)压铸Zitzmannt车的驾驶杆支座 , 比钢制的减重约20kg 。