镁合金压铸件在汽车上的应用
自1990年以来，镁在汽车中的应用就一直以较快的速度增长，汽车用镁正以年均20%的增长速度迅速发展，镁合金已成为汽车材料技术发展的一个重要领域。目前，国内外各汽车企业正致力于研究占车重比例大的车身(约30%)、发动机(约18%)、传动系统(约15%)、行走系统(约16%)、车轮(约5%)等钢或铝零部件的镁合金化。
一、镁合金在汽车上的应用优势
与其它金属相比镁合金具有很多性能特点：
①密度小，例如AZ91镁合金的密度是1.81g·cm-3，约为铝的2/3，钢的1/4，接近工程塑料的密度。
②抗拉强度、屈服强度、伸长率与铝合金铸件相当。
③具有良好的电磁屏蔽性能、防辐射性能，可进行高精度机械加工，且热传导性好，用在压铸汽车轮毂上，可有效散发制动摩擦热量，提高制动稳定性;
④具有良好的压铸成形性能和尺寸稳定性，压铸件壁厚最小可达0.15 mm，适合制造各类汽车压铸件;
⑤具有良好的阻尼系数，消震性能优于铝合金和铸铁，用于壳体可以降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性;
⑥易于回收再生。回收的镁合金可直接熔化再进行浇铸，且不降低其力学性能。
相关研究结论:汽车质量每降低100kg，每百公里油耗可减少0.7L，汽车自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%。能源危机日趋严重，环保法规日益严格，使现代汽车减重节能的要求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。镁合金成为汽车轻量化的首选材料，其开发应用受到了各国的重视。
二、 已在汽车上应用的镁合金压铸件
随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施，中国汽车工业在此项目中受益良多，效果明显，不少企业取得了相当的进展。目前已开发出和应用的镁合金材料汽车零部件如下：
车内构件：仪表盘、座椅架、坐位升降器、操纵台架、气囊外罩、转向盘、锁合装置罩、转向柱、转向柱支架、收音机壳、小工具箱门、车窗马达罩、刹车与离合器踏板托架、气动托架踏板等。
车体构件：门框、尾板、车顶框、车顶板、IP横梁等。
发动机及传动系统：阀盖、凸轮盖、四轮驱动变速箱体、手动换挡变速器、离合器外壳活塞、进气管、机油盘、交流电机支架、变速器壳体、齿轮箱壳体、油过滤器接头、马达罩盖、气缸头盖、分配盘支架、油泵壳、油箱、滤油器支架、左侧半曲轴箱、右侧半曲轴箱、空机罩、左抽气管、右抽气管等。
底盘：轮毂、引擎托架、前后吊杆、尾盘支架。
三、镁合金汽车部件的压铸生产
镁合金汽车部件压铸生产有三大组成部分：A、专业镁合金压铸设备;B、模具;C、与产品生产相适应的压铸工艺。
A、专业镁合金压铸设备
专业镁合金压铸设备包含专业镁合金压铸机、熔化炉等。
由于镁合金与其它金属的不同特性，在压力、速度、温度及防氧化上又有着不同的要求，因此对设备的要求比其它金属压铸要求要高。如对压铸机方面要求增压建压时间短、压射速度要快，压射系统的控制精确、科学、可靠。对熔炉方面要求坩埚采用特殊研制的复合材料制成，内层耐腐蚀，外层耐热、耐高温氧化;保护气体控制精确、稳定，气体成份、流量稳定均要有足够保障，并具有在突发停电、突发事故等情况下的特殊自动保护装置，安全性要极高;特殊研制的耐火材料，不与镁液反应;特殊研制的热作钢材，能耐高温镁合金的腐蚀，并能在650~7000C高温下保持良好的高温性能如硬度、抗拉强度、屈服强度、韧性、抗蠕变性能和抗回火稳定性。所以在压铸机及熔炉选择上要挑选专业的镁合金压铸机和熔炉。如：国产的力劲公司镁合金压铸机、伊之密公司镁合金压铸机，硕龙公司熔化炉;进口的如布勒公司压铸机、劳赫公司熔化炉等等。
B、模具设计
模具是非常重要的工艺装备，与生产的质量密切相关。(1)首先要正确设计浇注系统，合理选定浇注系统位置、充型方向以及各部分的尺寸，保证良好的充型状态。(2)要仔细分析模具的热平衡，合理设计冷却/加热管道，这是生产中对模具温度进行有效控制的前提条件。(3)在模具制造前，最好进行充型及凝固方面的模拟，由此可获得压铸过程信息，有助于模具的改进。
C、压铸工艺
a、合金熔化和处理
合金熔化方面应注意以下几个方面：(1)分为两个区(熔化区和保温区)，一个区域用于加热及熔化固体炉料，另一个区域用于保持金属液达到要求的浇注温度。(2)避免局部过热。(3)保证熔液成分合格及稳定。在合金液的熔化和操作整个过程中，避免铁、铜、锌等杂质污染。金属液浮渣必须清理干净。生产前要严格检查合金成分，避免使用不合格的金属液。生产中要进行有效的合金成分控制，及时消除合金成分偏差。良好的合金熔化和处理工序，可提高铸件的机械性能。
b、喷涂
涂料可产生气体进入铸件，增加铸件中的含气量。所以在生产中，必须对喷涂工艺优化使进入的铸件的气体最少。首先选用先进的喷涂设备。尽量减少喷涂量，保证快速喷涂和精确喷涂。模具的温度控制尽可能由模具内部的加热/冷却管道完成。此外对润滑剂及脱模剂要进行优化选用，最好在金属液充填前润滑剂和脱模剂挥发完毕。
C、压铸参数
压铸工艺对生产合格的汽车件十分重要，正确的选择压射模式、压射参数等有利于减少压铸件中的气孔等内部缺陷。压铸件中的气体相当一部分来自金属液在压室中的预充填阶段，所以应优化慢压射阶段的压射模式，避免金属液在压室中卷入气体。
正确选用脱模剂和润滑剂，优化喷涂工艺，压铸机有灵活的模式编程和实时控制系统，保证整个压铸过程合理及工艺参数偏差小，能使压铸产品质量达到汽车部件更高的品质要求。此外在重要部位还可使用金属液前沿传感器，准确知道金属液的流程。
镁合金压铸中的安全要求
A、有完善的安全管理体系;B现场人员经过专业培训;
A、镁合金压铸生产是具有危险性的作业，一定要有完善的安全管理体系。建立安全管理组织，安全检查方案，应急预案，安全培训，安全措施，安全教育，安全制度，安全操作规程，安全生产台帐等。
B、现场人员必须经专业的安全培训，合格后方可上岗。现场人员的安全培训至关重要，一定做到培训合格后方可上岗，培训中要使受培训人员知道为什么这样做，而不是教条执行，做到触类旁通，杜绝侥幸心理。例：a、某公司员工王某未经安全培训直接上岗，在喷涂时，往料筒中喷水，造成爆炸。b、由于长时间阴雨天气，某公司生产现场的渣桶吸潮严重。而操作人员还是把清理的废渣直接放入渣桶，结果发生爆炸，两人受伤。原因是大家忽略了“熔化状态的镁(渣)不能和水接触，如果接触会发生爆炸的危险”这个简单的安全知识，只是教条的去执行把镁渣放入渣桶动作，结果发生了安全事故。
四、压铸镁合金汽车部件的质量保证
1、ISO/TS16949质量体系认证
通过ISO/TS16949质量体系认证是成为汽车零部件供应商的重要条件。ISO/TS16949质量体系是为了协调国际汽车质量系统规范，由世界上主要的汽 车制造商及 协会于1996年成立了一个专门机构，称为国际汽车工作组织International Automotive Task Force (IATF) 。 IATF的成员包括了国际标准化组织质量管理与质量保证技术委员会 (ISO/TC176)，意大利汽车工业协会(ANFIA)，法国汽车制造商委员会(CCFA)和汽车装备工业联盟(FIEV)，德国汽车工业协会(VDA)，汽车制造商如宝马(BMW)，克莱斯勒(Daimler Chrysler)， 菲亚特(Fiat)，福特(Ford)，通用(General Motors)，雷诺(Renault)和大众(Volkswagen)等。ISO/TS 16949 标准为汽车制造供应链提供一套完整的质量体系规范，促进质量改进、加强缺陷预防、减少偏差和浪费。是世界范围内汽车行业的质量管理标准。目前汽车制造商已强制要求其供应商通过ISO/TS16949质量体系认证。企业如没有得到 ISO/TS16949质量体系认证，也将意味着失去供应商的资格。
2、检测设备
因所生产的镁合金压铸件为汽车零部件，安全性要求高，所以对质量要求要高于一般的压铸件，检测设备要求也更高或更精密。如检测压铸件内部的X探伤仪等。检测设备最终要与压铸件的质量要求或客户要求相对应。检测设备投入较普通压铸件的检测设备投入要高。
五、前景
虽然中国为全球最大镁金属生产国，也有如上文中所列举的可喜成绩，但相对来说专业的镁合金汽车零部件制造商到目前为止数量有限，汽车制造业使用镁合金零部件并不多。目前，越来越多的汽车零部件制造商意识到镁合金零件的优点，在近几年来，已有多家企业投资建设了镁合金压铸生产线专用于汽车零部件的生产，咨询投资镁合金压铸项目的企业也在不断增多，可以预见，在解决了镁合金材料价格、压铸装备国产化、镁合金汽车零部件开发技术及镁合金零件加工工艺不断成熟后，镁合金在中国的汽车工业上的应用将会迅速增长起来。
