铝和镁在汽车工业中的应用增加
目前轻金属材料铝和镁的大量运用使汽车轻量化的目标得以实现。除了新材料本身特性之外，制造和加工工艺在此起着重要的作用。铝和镁大部分以铸件结构形式用于汽车制造，铝质空间构架成功扩大了铝质挤压型材的使用范围。 (1)轿车铝质曲轴箱和卡车铝质变速箱 汽车上的铝质砂型铸件大部分为AlSiCu类型的铝合金，即所谓的重熔合金，由铝质废料回收而成。尽管汽车中90%以上的铝材是可以回收利用的，但回收量仍不能满足不断增长的需求，不足的那部分材料采用原生材料。采用永久铸模浇铸方式的压力铸造、金属型铸造等制造工艺的进一步发展把这种材料的使用拓展到了机械应力强度要求较高的构件上。 奔驰新一代的V6和V8发动机配备了由GD－AlSi9Cu3压铸而成的曲轴箱，其气缸工作面采用含硅成份较多的铝合金。由AlSi25Cu4Mg新开发制成的气缸套则进一步优化了气缸工作面的摩擦特性，使得新一代的发动机达到了前所未有的燃烧功率并且极大地改善了废气排放值。为使硅粒达到理想的粒度而且分布均匀，高硅含量的铝合金采用粉末冶金方法经压铸而成。整个金属块为“标准”的AlSi9Cu3，不过在工作面上采用耐磨损、硅含量高的材料，这就保留了AlSi9Cu3在铸造和加工处理方面的优良特性。 铝质变速箱在轿车制造中技术日臻完美，目前逐渐用于商用车中。奔驰公司Actros重型商用车开发出新一代的变速箱，采用的是AlSi10Mg wa铸件，不过在批量生产过程中则采用AlSi9Cu3。此外，ZF公司卡车变速箱壳体的设计方案规定压铸件最多含40kg的AlSi9Cu3。 (2)用于轿车底盘部件的铝材 轿车底盘区域也逐渐采用铝质铸件。这部分零件由于对强度和膨胀性能有较高的要求，因此淬火材料AlSi10Mg特别适用。通过进行合适的热处理使材料的强度及膨胀性能符合特殊的设计要求。波尔舍公司Boxster前后桥均采用GD－AlSi10Mg wa经真空压铸制成，呈薄壁结构，且拆装方便。此外采用带加强筋的结构可以提高刚度。当AlSi10Mg进行必要的热处理时，大型构件会出现翘曲变形，若采用AlMg5Si2合金，由于无需进行热处理，从而就省去了其它工艺及相关的后续操作。 用淬透铝材AlSi10Mg制成的大型薄壁的真空压铸件在汽车制造业首次批量用于奥迪A8空间构架。新一代的铝质挤压型材目前也采用AlMgSi。该型材以规定的强度等级水平进行淬透并能达到规定的变形和锻压特性，通过成形处理，新型结构可以凸起、收缩并具有各种横截面。此外还能达到模制件那样的较高尺寸精度。 (3)镁质车身结构部件 近年来，镁材用于压铸件的年增长率约10%，增长的部分均用于汽车制造领域，采用最多的是MgAl9Znl（AZ91HP）。HP代表高纯度，具有良好的耐腐蚀性。AZ91HP材料首次批量用于制造大众帕萨特的变速箱壳体压铸件，明年还将进一步扩大镁材的使用范围。新开发的镁质压铸件在车身结构上也广泛采用。由于对膨胀性能、凸起刚度提高了要求，因此可选用MgAlMn。整个车门部件也可采用AM60真空压铸而成。其优点在于用镁材能够制造比铝材更薄的薄壁结构。此外模具耐用时间持久、循环时间较短，从而还可降低制造成本。白木 子荫 供稿
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2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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