Liga de magnésio fundiçãos ser popular no setor automotivo

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O peso do carro é “emagrecer” o carro e, com base na garantia de desempenho estável e aprimorado, design de economia de energia de vários componentes e otimização contínua do modelo. O experimento prova que se o peso de todo o veículo for reduzido em 10%, a eficiência do combustível pode ser aumentada em 6% ~ 8%; o peso do carro é reduzido em 1%, o consumo de combustível pode ser reduzido em 0.7%; para cada 100 quilos do peso total do carro, o consumo de combustível por 100 quilômetros pode ser reduzido em 0.3 ~ 0.6. Ascender.

O professor Ouyang Ming da Universidade de Tsinghua, em nome do Comitê Consultivo para Conservação de Energia e Estratégia de Desenvolvimento de Veículos com Novas Energias, publicou o conteúdo do roteiro de tecnologia para veículos de economia de energia e novas energias. As idéias de desenvolvimento de tecnologia leve propostas no roteiro são implementadas principalmente em três estágios. Perder peso ano a ano.
A primeira fase é de 2016 a 2020, alcançando uma redução de 10% no peso do veículo em comparação com 2015. Foco no desenvolvimento de aço de ultra-alta resistência e tecnologia avançada de aço de alta resistência, incluindo desenvolvimento de desempenho de material, métodos de design leve, conformação tecnologia, processo de soldagem e métodos de avaliação de teste, para alcançar aço de alta resistência em aplicações automotivas, a proporção de mais de 50%, liga de alumínio Pesquisa sobre folha de metal estampagem tecnologia e prática no corpo, estudar a tecnologia de conexão de diferentes materiais.
A segunda fase é de 2021 a 2025, alcançando uma redução de 20% no peso do veículo em relação a 2015. Com a tecnologia de aço automotivo e liga de alumínio de terceira geração como linha principal, realiza a mistura de diversos materiais como aço e alumínio, e a aplicação em ampla área do corpo todo em alumínio para realizar a produção em massa e a aplicação industrial de peças de cobertura de liga de alumínio e peças de liga de alumínio. Aumentar o desenvolvimento da tecnologia de produção de ligas de magnésio e peças compostas de fibra de carbono, aumentar a taxa de aplicação de ligas de magnésio e peças de fibra de carbono, e o volume de alumínio para bicicletas chega a 350 kg.
A terceira fase é de 2026 a 2030, alcançando uma redução de 35% no peso do veículo em relação a 2015. Foco no desenvolvimento de liga de magnésio e tecnologia de compósito de fibra de carbono, resolver o problema de reciclagem de liga de magnésio e materiais compósitos, perceber a ampla abrangendo a aplicação de corpo de mistura de material composto de fibra de carbono e peças de fibra de carbono, e romper a tecnologia de formação de peças complexas e tecnologia de conexão de peças heterogêneas. A liga de magnésio para bicicletas chega a 45kg, e o uso de fibra de carbono responde por 5% do peso do veículo.
De acordo com as estatísticas, em 2016, a quantidade de liga de magnésio para bicicleta produzida na China foi de apenas 7.3 kg, o que ainda está longe da meta de 45 kg para liga de magnésio para bicicleta em 2030. A liga de magnésio tem um amplo mercado para aplicações leves no futuro e tem potencial ilimitado.
Propriedades e vantagens da liga de magnésio
Densidade baixa
A densidade da liga de magnésio fundido é de apenas 2/3 da liga de alumínio, 1/4 do aço, a resistência específica e a rigidez específica são melhores do que o aço e a liga de alumínio, muito maior do que os plásticos de engenharia, então a liga de magnésio fundido é um excelente em muitos Um material estrutural leve que pode competir com os materiais acima no campo de aplicação.
Boa absorção de vibração
É benéfico para redução de vibração e redução de ruído. Por exemplo, a um nível de tensão de 35 MPa, o coeficiente de atenuação da liga de magnésio AZ91D é de 25% e o da liga de alumínio A380 é de apenas 1%. Em níveis de tensão de 100 MP, as ligas de magnésio AZ91D, AM60 e AS41 são 53%, 72% e 70%, respectivamente, e a liga de alumínio A380 é de apenas 4%.
Alta estabilidade dimensional
A instabilidade dimensional das peças fundidas em liga de magnésio devido às mudanças na temperatura ambiente e no tempo é reduzida.
Alta condutividade térmica
A condutividade térmica da liga de magnésio (60-70W / m-1 K-1) fica atrás apenas da liga de alumínio (cerca de 100-70W m-1 K-1), então a difusividade térmica é boa.
Não magnético, pode ser usado para blindagem eletromagnética.
Boa resistência ao desgaste
A liga de magnésio também tem um bom coeficiente de amortecimento. A capacidade de amortecimento é maior do que a da liga de alumínio e do ferro fundido. Pode ser usado como caixa para reduzir o ruído. Pode ser usado em assentos e rodas para reduzir a vibração e melhorar a segurança e o conforto do carro. A liga de magnésio é leve, forte em desempenho de absorção de choque, boa em desempenho de fundição, alta capacidade de produção automática e vida útil da matriz, e dimensionalmente estável. Como o material de engenharia mais leve, a liga de magnésio não é apenas o material mais adequado para fundir peças automotivas, mas também a luz de carro mais eficaz. Quantifique os materiais.

Status da indústria de fundição sob pressão automotiva de liga de magnésio
O desenvolvimento leve de automóveis aumentou a demanda por peças fundidas de ligas leves, como magnésio e alumínio. Desde 1990, o magnésio para automóveis vem crescendo a uma taxa média de crescimento anual de 20%. As ligas de magnésio se tornaram um campo importante no desenvolvimento da tecnologia de materiais automotivos. Os materiais de liga de magnésio fundidos são particularmente adequados para economia de reciclagem, economia de energia, baixo carbono e requisitos de produção limpa devido à sua reciclabilidade e baixo processo sem lascas. Eles são dominantes no desenvolvimento de automóveis leves. Os principais fabricantes de peças de automóveis aproveitaram ativamente a oportunidade de desenvolvimento e investiram na produção e no desenvolvimento de peças fundidas sob pressão de liga de magnésio para automóveis. De acordo com os dados do "Relatório de análise da indústria de fundição sob pressão de liga de magnésio da China", em 2015, a demanda da indústria de fundição sob pressão automotiva de liga de magnésio da China atingiu 149,000 toneladas, um aumento de 23.12%. Atualmente, empresas automotivas nacionais e estrangeiras estão trabalhando na carroceria (cerca de 30%), motor (cerca de 18%), sistema de transmissão (cerca de 15%), sistema de caminhar (cerca de 16%) e rodas (cerca de 10%). 5%) Liga de magnésio de aço ou peças de alumínio.
Em vista do uso de ligas de magnésio para bicicletas produzidas na China, a capacidade de mercado da indústria de fundição sob pressão automotiva de ligas de magnésio da China chegará a 229,000 toneladas em 2017, e a capacidade de mercado atingirá 660,000 toneladas em 2022, com uma taxa de crescimento composto anual médio de 23.5%.
O uso global de magnésio para bicicletas é baixo e a demanda por expansão de ligas de magnésio para automóveis é forte. Materiais leves como aço de alta resistência, liga de alumínio e plásticos de engenharia têm sido amplamente utilizados em vários aspectos da fabricação de automóveis e peças automotivas. As ligas de magnésio não foram amplamente divulgadas e utilizadas por várias razões. Ligas de magnésio são usadas principalmente em painéis de instrumentos. Suporte, suporte de direção, capô, volante, suporte de assento, painel da porta interna, caixa de transmissão, etc. Atualmente, cada carro na América do Norte usa 3.8 kg de liga de magnésio, 9.3 kg no Japão e 14 kg de liga de magnésio para cada carro no PASSAT europeu e no Audi A4, enquanto o consumo médio dos carros chineses é de apenas 1.5kg por veículo.

Aplicação de liga de magnésio na redução de peso automotivo

Estrutura interior do carro

Embora as ligas de magnésio tenham baixa resistência à corrosão, a proteção contra corrosão não é uma consideração importante para a construção de interiores automotivos. Portanto, ligas de magnésio têm sido amplamente utilizadas na construção de interiores automotivos, especialmente em painéis de instrumentos e estruturas de direção. É relatado que o primeiro pilar do painel de instrumentos em liga de magnésio foi fundido sob pressão pela General Motors em 1961, economizando 4 kg de material em comparação com as mesmas peças produzidas por fundição sob pressão de liga de zinco. Ao longo da última década, o uso de pilares da bandeja de instrumentos de fundição sob pressão de liga de magnésio fez um grande progresso.
A aplicação de liga de magnésio no assento começou na Alemanha na década de 1990, principalmente no SL Roadster usando uma estrutura de cinto de segurança de três pontos feita de magnésio fundido. Semelhante à aplicação da liga de magnésio no painel de instrumentos, nos últimos anos, o projeto e a fabricação de sedes em liga de magnésio passaram por um processo de aprimoramento significativo. A estrutura do assento com liga de magnésio agora pode ser tão fina quanto 2 mm, o que reduz bastante o peso. Embora outros materiais como aço de alta resistência, alumínio e materiais compostos também sejam usados, os especialistas prevêem que as ligas de magnésio se tornarão um material importante para componentes leves e econômicos para assentos automotivos no futuro.

Auto-corpo

As ligas de magnésio são limitadas em aplicações de carroceria, mas também são usadas em OEMs. Quando a General Motors apresentou o C-5 Corvette em 1997, ela usava uma estrutura de teto fundida em liga de magnésio inteira. Além disso, a liga de magnésio também foi usada no teto conversível com capota rígida retrátil e na estrutura superior do Cadillac XLR conversível. Ford F O caminhão -150 e SUV também usam fundições de magnésio revestidas como um suporte do dissipador de calor. Na Europa, a Volkswagen e a Mercedes-Benz assumiram a liderança na aplicação de fundidos de liga de magnésio de paredes finas em painéis de carroceria.

Chassi

Atualmente, rodas de liga de magnésio fundidas ou forjadas têm sido usadas em muitos carros de corrida de alto preço ou carros esportivos de alto desempenho. No entanto, o custo relativamente alto e os problemas potenciais de corrosão das rodas de liga de magnésio impedem seu uso em veículos de produção de alto volume.
No futuro, a produção de componentes de chassis de liga de magnésio leves e de baixo custo, como cubos, suspensões de motor e braços de controle, dependerá fortemente do processo de fundição de liga de magnésio e foi desenvolvida em rodas de liga de alumínio e componentes de chassis. O processo de fundição pode ser aplicado com sucesso a ligas de magnésio após a modificação. Além disso, o desenvolvimento de camadas de baixo custo e resistentes à corrosão e novas ligas de magnésio com fadiga e alta resistência ao impacto acelerará o uso de ligas de magnésio no chassi.

Powertrain

A maioria das peças fundidas do trem de força, como o bloco do motor, cabeça do cilindro, caixa de transmissão, cárter de óleo, etc., são feitas de liga de alumínio. Atualmente, as picapes e SUVs produzidos na América do Norte têm transmissões em liga de magnésio, e as transmissões manuais em liga de magnésio da Volkswagen e da Audi também são produzidas em massa na Europa e na China.
No momento, um progresso efetivo foi feito por meio de testes de dinamômetro em protótipos de motor aprimorados com magnésio, o que significa que mais ligas de magnésio serão usadas em sistemas de potência no futuro.
Principais desafios na promoção e aplicação de ligas de magnésio
Baixa resistência à corrosão, alto custo e alta taxa de refugo são as barreiras populares para ligas de magnésio.
As ligas de magnésio não apresentam os problemas de alto custo de fundição sob pressão, alta taxa de refugo e perigos ocultos de produção segura. Du Fangci, conselheiro da Associação Chinesa de Fabricantes de Automóveis, disse que o magnésio é um elemento muito ativo e sua resistência à corrosão é muito baixa. A capacidade técnica da China na resistência à corrosão de peças de liga de magnésio é pior. Além disso, o magnésio é propenso a combustão e explosão durante o processamento e há problemas de segurança na produção. Os locais de produção exigem uma gestão rigorosa para garantir uma produção segura.
Com a aceleração da urbanização, a energia está se tornando cada vez mais escassa, a poluição ambiental está se tornando cada vez mais séria e a conservação de energia e a redução de emissões tornaram-se eventos importantes para a economia nacional e o modo de vida das pessoas. Tanto os carros tradicionais quanto os veículos com novas energias emergentes prestam grande atenção ao design leve da carroceria para obter economia de energia e proteção ambiental.
As ligas de magnésio para automóveis estão em alta, e o processo de fundição de liga de magnésio está se tornando cada vez mais maduro, e a gama de aplicações está se expandindo. As peças automotivas fundidas em liga de magnésio em grande escala promoverão o processo de redução do peso dos automóveis.

Link para este artigo: As fundições de liga de magnésio podem ser populares na redução de peso automotivo?

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