2011铝镁合金在汽车上应用现状及发展趋势.ppt
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1、,二0一一年八月,铝镁材料在汽车上的应用现状及发展趋势,一、概述 二、铝在汽车上的应用 三、镁在汽车上的应用 四、我国压铸现状 五、汽车有色铸造砂芯 六、压铸新技术 结束语,汽车工业节能、安全、环保成为发展的三大主题,对汽车工业提出了减轻汽车质量、降低燃油消耗,提高结构强度,改善NVH(噪声、振动、冲击)的迫切要求。 汽车的轻量化已成为世界范围内汽车工业发展趋势,要求汽车生产者积极开发和应用新型汽车材料生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车。 采用铝、镁材料是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效的措施之一。,汽车材料发展趋势: 轿车车身的自身质量及材料消耗量逐年降低,但钢 铁、有色金属等
2、材料仍然是轿车的主要材料。 轿车用金属材料中钢铁材料在减少,而有色金属材料在增加,尤其是铝和镁。,北美每辆轿车材料构成比,铝代替传统的钢铁制造汽车,可使整车重量减轻30%40%,制造发动机可减重30%,铝质散热器比相同的铜制品轻20%40%,轿车铝车身比原钢材制品轻40%以上。 用铝材代替铸铁和钢材制造汽车零部件有显著的减重效果,汽车上每使用1kg铝,可降低自重2.25kg,减重效果高达125%,同时,在汽车整个使用寿命期内,可减少废气排放20kg。即用铝的减重和排放效果比1:2.25:20。,德国汽车用铝比例,铝在汽车上的应用,一辆轿车铝及其合金用量,北美轿车与轻卡用铝(kg/辆),欧洲轿车
3、用铝(kg/辆),铸造铝合金在汽车上的应用 铝合金铸造工艺 压铸(缸体及各类壳体、支架) 金属型重力铸造(缸盖、进气管、活塞) 低压铸造(缸盖、缸体) 砂型铸造(进气管、缸体 、横梁) 挤压铸造(活塞、转向节) 半固态压铸(性能要求高的零件:转向节、转向臂) 铸锻联合工艺(转向节、转向横拉杆),汽车主要系统中的铝铸件,半固态铸件的应用 控制臂 CONTROL ARMS 车体连接件 SPACE FRAME NODES 轮毂转向架 KNUCKLES 支架 MOUNTING BRACKETS 车闸主缸体 MASTER BRAKE CYLINDERS 油料管架 FUEL RAILS 防滑制动闸阀体 A
4、BS HOUSINGS 机壳类件 A/C HOUSINGS,挤压铸造件的应用,国内发展趋势及现状 铝铸件 近几年,我国汽车铝铸件应用取得了较大进展,轿车发动机缸盖、进气岐管、变速箱壳、离合器壳等几乎都采用了铝铸件,相当比例的轿车装用了铝车轮。铝压铸缸体也已经开始生产应用。国内汽车的铝铸件的生产应用已达到一定水平。但是与欧美日比较还有很大差距,高性能铝铸件还需要进口,有些复杂件工艺的自主开发能力较差。采用真空压铸工艺很少;半固态压铸、铸造-锻造工艺处于试验室阶段,生产上还没有采用;缺少大型挤压铸造设备,由于日本等国家对800吨以上挤压铸造设备限制向中国出口,横梁等大型挤压铸造零件无法国产化。由于
5、引进车型或总成国别不同,采用的标准也不同,造成国内铝合金牌号众多,给铝合金厂生产造成困难,不利于铝合金厂大批量专业化生产和降低成本。,自19世纪末叶到20世纪,金属材料的消耗与日俱增,金属矿产资源逐渐趋于枯竭。有资料表明,有些金属(如铜、铅、锌)只能持续几十年,有些(如铝、铁)也只是1至3百年的事。 镁是地球上储量最丰富的元素之一,除在地壳表层金属矿的资源含量为2.3%,位居常用金属的第8位外,在盐湖及海洋中的含量也十分可观。 因此,在很多金属趋于枯竭的今天,加速开发镁金属材料是实现可持续发展的重要措施之一。,镁合金材料在汽车上的应用,镁合金材料的特性,比重最小的金属结构材料 高比强度和比刚度
6、 优异的减振降噪效果 良好的生产工艺性能 可回收重复利用,镁合金在汽车上应用轻量化效果,2004年每辆轿车镁合金用量,北美及欧洲的每辆汽车平均用镁合金3.5,目前年增长率24%,10年后镁在汽车上的应用可达每车10,Ford公司单车最大用镁量计划可达到118kg。大众公司年计划达到178kg。,汽车镁合金应用增长预测,汽车镁合金应用趋势,镁合金铸造成型 压铸(冷室压铸、热室压铸) 半故态注射成型 低压铸造(金属型、砂型、陶瓷型等) 金属型重力铸造 砂型铸造 V法铸造,汽车应用的典型镁合金件,典型汽车镁合金零件,仪表盘骨架,轿车横梁,Magnesium Gearbox Housings,大众公司
7、镁合金变速箱,(Weight : appr. 10,6 kg; HPDC ),大众公司镁合金缸体,Mg-Spaceframe of Volkswagen 1-LITRE Car,大众1L汽车镁合金应用,国外最新研究情况,在美国,于2001年开始至2006年6月结束的美国与加拿大联合攻关项目“Structural Cast Mg Development”,采用4000t的卧室压铸机和AE44合金,为新款Corvette Z06研制出了重10.8 Kg的镁合金发动机托架(front Engine Cradle),与原来16.4Kg铝合金发动机框架相比,重量减轻了5.6 kg (34%)。,Demo
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