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镁合金压铸件的应用及发展前景 一 34—2001年第3期 镁合金压铸件的应用及发展前景 辛明德孟桂华 (哈尔滨理工大学哈尔滨150040)(黑龙江省冶金研究所) 镁合金铸件广泛应用在汽车制造,航 空航天,通讯,光学仪器和计算机,特别 适用于大型,薄型,近净形的箱体,框架, 壁板和汽车车身等零件.镁合金的密度为 铝合金的64%,钢的23%.而强度和疲劳 强度均比铝合金高,镁合金的减震性好, 能承受较大的冲击振动负荷,具有良好的 切削加工和抛光性能,易于铸造.制造业 设计制造产品时,越来越注重产的轻量 化,对铸造镁合金铸件的要求不断增高. 1镁合金铸件的应用现状 镁合金被誉为9O年代的金属【Il近 年来发展很快.根据国际镁协会第54届世 界年会报道,1996年全世界镁产量共计29.4 万吨.1996年在镁的用途中,用于配制铝 基合金的镁量最多,达近14万吨:其次就 是生产镁合金铸件,达7.2万吨,见表】. 表1199卜19曰6年全世界镁的主要用途和用曼,t 镁合金压铸件成本比铝合金铸件高 5O%一70%,含99.8%Mg的镁合金压铸件 为2800--3300美元A,铝合金铸件为1800 — 20oO美元,I.镁合金压铸件在镁消费总量 中占有重要地位,1993--1997年,镁合金 压铸件的增长率为25% 镁合金压铸件在汽车制造业中需求增 长幅度很大,目前,镁合金压铸件的市场 份额为【】:北美市场约占50%,欧洲市场约 占25%,亚太地区市场约占16%,其它地 区市场占9%镁合金压铸件销售对象为美 国三大汽车公司,日本,德国和法国的汽 车公司,各公司都通过用轻合金铸件使整 车轻量化,以满足当今日益严格的环保和 节能要求. 现在,在北美每辆汽车中平均使用1.6kg 镁【,北美每年的汽车产量为1200--1300 万辆,全部汽车用镁合金压铸件总重量为 1920_20800吨;日本1997--1998年度汽 车用镁合金压铸件的需求大幅度增加,1996 — 1997年度为2450吨,1997--1998年度 则为3300吨. 汽车上使用的镁合金压铸件己扩展到 驾驶盘,仪表盘框架,制动马达,悬挂架 零件,框架构件,发动机零件,座椅架, 气缸罩盖,离合器外壳,转向柱轮,动力 转向器壳体,手制动杆等.德国大众汽车 公司的变速箱采用镁合金铸件后,重量减 轻4.5kg:美国福特汽车公司采用AM60镁 台金生产车座支架取代钢制支架,使座椅 重量从4kg减为lkg. 目前,日本三菱铝业公司与澳大利亚 工业科技部合作,开发一种超轻量的镁合 金发动机;近年来,英国金属铸件公司建 立了世界上最大的镁合金压铸件厂,使用 1DRAT00吨热室压铸机,年产50万个镁合 ‘黑龙江冶金)一35一 金压铸件.我国必威体育精装版研制出的压铸用镁合 金,其成份与德国的TL--VW030镁台金成 分相当.但杂质含量低,具有较高强度, 硬度韧性和较高的抗蚀性能.目前.我国 在汽车上使用镁台金压铸件的.只有桑塔 纳轿车的变速箱壳体和壳盖. 2镁合金铸件的应用发展前景 汽车制造业是镁合金铸件的最大用 户,占镁的消费总量的80%.预计到20oo 年.日本的镁台金铸件的需求量达到5000 — 55oo吨,预计北美市场到2060年,镁台 金铸件需求量将是目前的3倍.随着全球 环保日益严格的要求和节能的要求,汽车 制造商的目标是进一步减轻汽车的重量, 美国通用汽车公司采用压铸工艺,生产镁 台金汽车轮毂:日本轻金属(株)用充氮 压铸生产镁合金轮毂比铝台金轮毂轻 15%.预计到2003年后.像气缸体,发动 机罩,车顶板门框和轮毂等零件,将用镁 合金大批量生产.由于镁台金具有良好的 电信号抗干扰性.将在无线电通讯领域得 到广泛地应用. 汽车零件未来发展的目标是,用近净 形成形方法生产精密优质的铸件.对镁台 金最有吸引力的成形工艺是半固态金属射 压成形工艺.美国的Aiumax金属公司和 ThJxmat公司,采用半固态金属射压成形 方法生产镁合金汽车零件.井选择诸如圆 片离台器,油泵箱.齿轮箱等典型零件. 从公差,凝固收缩率,平面变形度等方面. 将新工艺生产的产品与原来热室压铸机生 产的压铸件进行了比较.结果表明,前者 的偏差和收宿率仅分别为后者的28%和 56%{用半固态金属射压成形工艺生产的圆 片离台器的平面度都在规定标准范围的 5∞之内,而且原先的压铸件需进行二次加 工,才能满足用户的要求.力学性能测试 结果表明.新工艺产品的伸长率大大提高, 超过了ASTMSpecification中Az9lD台金 的技术标准,瑞士的Buhler公司,用 18000KN的压铸机制造出半固态镁台金优 质压铸件.另外,意大利WEBER公司, 美国威斯康辛的触变成形发展中心等.都 进行了镁台金半固态生产.德国在最近推 出一个M