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科普 | 汽车用镁 绿色低碳新选择

发布时间:2022-08-17收藏本文关闭本文

在“双碳”目标背景下,汽车行业减碳迫在眉睫,因此,带动了新能源汽车产业的蓬勃发展,汽车低碳化成为新的发展方向,如何科学、环保地实现汽车轻量化、减少碳排放成为重要议题。2022年,新能源汽车产销量继续保持高速增长,17月份,新能源汽车产销量分别为327.9万辆和319.4万辆,均同比增长1.2倍,市场占有率达到22.1%。面对如此庞大的新能源汽车市场,镁合金以其优良的轻金属特性越来越受到汽车制造商的重视。当前,在新能源汽车制造领域,涌现出一批新势力车企,如小鹏、比亚迪、蔚来等车企的部分车型中已经出现镁合金零部件的身影。而如何实现镁合金汽车零部件规模化应用,大幅提高镁合金的用量,镁业发展正面临新的机遇与挑战。

 

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与传统材料相比,镁合金汽车零部件具有质量轻、吸振、阻尼性能良好、铸造性能优异和易回收等诸多优点,成为汽车实现轻量化较为理想的材料,部分镁合金汽车零部件已实现量产,在比亚迪、蔚来等新能源车型中规模化应用。数据显示,到2030年,中国汽车单车镁合金用量将达到45kg,占整车比重4%。预计到2030年,中国汽车市场对镁合金压铸件需求量将达到131万吨,20202030年均复合增长率将达13.2%

 

镁合金汽车座椅支架相比于传统的冲压件,可减重50%以上;镁合金电池箱体、箱盖较铝制箱体可减少30%的重量,比铝合金箱体具备更好的散热和电磁屏蔽性能;镁合金转向轴套筒及支架在汽车发生碰撞时可溃缩吸能,进而保护驾驶员的人身安全;镁合金车载显示屏支架,具有优良的散热性。镁合金这些优良的性能,使之成为汽车轻量化金属材料应用中最有利的竞争者。

 

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随着我国汽车保有量的不断增加,镁企业加快转型升级步伐、以科技力量促汽车领域低碳绿色发展刻不容缓,多家镁企聚焦“双碳”目标,多措并举推动镁合金在汽车领域应用,助力汽车低碳化、轻量化发展。

 

云海金属集团抢抓汽车轻量化发展时机,在稳定镁合金基础材料供应的基础上,着力拓展下游深加工业务,不断扩大现有产品规模,加大镁合金深加工汽车部件的研发力度,满足汽车轻量化发展的需求。该公司将一体化压铸的研发作为轻量化的长期发展战略之一,与高校和汽车厂商合作研发,从设计端开始介入一体化压铸全产业链发展。目前,该公司拥有多台3000吨以上的压铸机,近期,又增加了两台6800吨的压铸机。该公司表示,镁合金汽车零部件的开发需要具备合理的成本,具备规模化、持续可靠的供应能力以及制造过程中完善的质量保障能力。据悉,该公司电动车用镁合金轮毂已批量供货,镁锻造轮毂还在研发和样品试制中。

 

万丰镁瑞丁控股有限公司是全球汽车市场的镁合金压铸零部件优秀供应商,其压铸设备以高压压铸为主,拥有500~4500吨压铸机70余台。同时,该公司十分注重技术研发,设立了镁合金技术研发中心,掌握多项镁合金铸造领先技术。目前,由于镁合金连接技术和电偶腐蚀保护技术发展尚未成熟,镁合金压铸件在汽车领域的应用具有一定挑战。该公司开发了SPR自冲铆钉技术,可将镁合金压铸件与低碳钢、高级高强度刚和变形铝连接,该技术无需表面预处理,具有优异的静、动态力学性能,适用于减震塔、电池外壳、电机外壳、支柱支架和车载充电器。该公司表示,近几年,我国对环保要求越来越高,新能源车对于减重的要求越发迫切,镁合金在汽车上的应用将成为新的发展趋势,万丰镁瑞丁将其在北美市场多年积累的技术经验,加速应用到国内镁合金产业发展中。

 

中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司是中国汽车行业内具有丰富工程经验的综合性甲级设计单位。该公司认为,世界主流汽车厂的轻量化战略为大规模使用轻合金提供了契机,开发新型镁合金,其成型技术和耐腐蚀技术是支撑汽车用镁的关键技术,提高镁合金高比强度、延展性、单一蠕变性和混合抗蠕变性是镁合金未来的重点研究方向。该企业表示,未来,将以“产学研用”融合模式进行深度研究,逐步提升镁合金材料与零部件企业的技术能力,持续推动镁合金在汽车领域的广泛应用。

 

河南德威科技股份有限公司是镁合金汽车轮毂成熟优质的供应商,今年3月,该公司与小鹏飞行汽车达成合作,为其提供镁合金汽车轮毂。该公司表示,目前,我国镁合金汽车轮毂的相关技术与国外差距较小,部分技术已具有国际领先水平。德威科技镁合金汽车轮毂各项指标优良,通过德国TUV质量管理体系认证,打开了国产镁合金汽车轮毂的欧洲市场。

 

除了镁合金在汽车零部件中的应用,镁合金车身一体化压铸、高性能镁合金材料开发等课题也正在进行深入研究。另外,镁也可作为电动汽车电池的优质原料,相比锂电池,镁电池熔沸点较高,不易发生爆炸危险;镁在自然界分布广泛,是地球上储量丰富的轻金属元素之一,因此,镁电池成本比锂电池低得多。可见,镁在汽车领域的应用会有更多的可能性。

 

镁在实现汽车轻量化中的用途多种多样,且镁在中国的储量极其丰富,无论是镁合金汽车零部件,还是镁电池,我国都有显著的资源优势,镁合金在汽车领域的应用前景十分广阔。在应用过程中,尚未实现的工艺技术难题,更需要镁业人士共同攻克,镁企应加大与高校和科研院所的合作力度,积极提供资金、技术和场所支持,加强与下游企业联系,为推动汽车产业轻量化发展贡献镁业力量。

(资料来源:中国有色金属报)