De aleación de magnesio morir fundicións ser popular en la industria automotriz

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El peso ligero del automóvil es "adelgazar" el automóvil, y sobre la base de garantizar un rendimiento estable y mejorado, un diseño de ahorro de energía de varios componentes y una optimización continua del modelo. El experimento demuestra que si el peso de todo el vehículo se reduce en un 10%, la eficiencia del combustible se puede aumentar en un 6% ~ 8%; el peso del automóvil se reduce en un 1%, el consumo de combustible se puede reducir en un 0.7%; por cada 100 kilogramos del peso total del automóvil, el consumo de combustible por cada 100 kilómetros se puede reducir en 0.3 ~ 0.6. Aumento.

El profesor de la Universidad de Tsinghua, Ouyang Ming, en nombre del Comité Asesor de la Estrategia de Desarrollo de Vehículos de Nueva Energía y Conservación de Energía, ha publicado el contenido de la hoja de ruta de tecnología de vehículos de nueva energía y ahorro de energía. Las ideas de desarrollo de tecnología ligera propuestas en la hoja de ruta se implementan principalmente en tres etapas. Bajar de peso año tras año.
La primera fase es de 2016 a 2020, logrando una reducción del 10% en el peso del vehículo en comparación con 2015. Centrarse en el desarrollo de acero de ultra alta resistencia y tecnología avanzada de acero de alta resistencia, incluido el desarrollo del rendimiento del material, métodos de diseño ligero, conformado Tecnología, proceso de soldadura y métodos de evaluación de pruebas, para lograr acero de alta resistencia en aplicaciones automotrices, la proporción de más del 50%, investigación de aleación de aluminio en hoja de metal estampado tecnología y práctica en el cuerpo, estudia la tecnología de conexión de diferentes materiales.
La segunda fase es de 2021 a 2025, logrando una reducción del 20% en el peso del vehículo en comparación con 2015. Con la tecnología de aleación de aluminio y acero automotriz de tercera generación como línea principal, se da cuenta de la mezcla de diversos materiales como acero y aluminio, y la aplicación de área amplia del cuerpo totalmente de aluminio para realizar la producción en masa y la aplicación industrial de piezas de cubierta de aleación de aluminio y piezas de aleación de aluminio. Aumente el desarrollo de la tecnología de producción para piezas compuestas de aleación de magnesio y fibra de carbono, aumente la proporción de aplicación de piezas de aleación de magnesio y fibra de carbono, y el volumen de aluminio para bicicletas alcance los 350 kg.
La tercera fase es de 2026 a 2030, logrando una reducción del 35% en el peso del vehículo en comparación con 2015. Centrarse en el desarrollo de la tecnología compuesta de aleación de magnesio y fibra de carbono, resolver el problema del reciclaje de la aleación de magnesio y materiales compuestos, darse cuenta de la amplia- amplia aplicación de cuerpo de mezcla de material compuesto de fibra de carbono y piezas de fibra de carbono, y atraviesa la tecnología compleja de formación de piezas y la tecnología de conexión de piezas heterogéneas. La aleación de magnesio para bicicletas alcanza los 45 kg y el uso de fibra de carbono representa el 5% del peso del vehículo.
Según las estadísticas, en 2016, la cantidad de aleación de magnesio para bicicletas producida en China fue de solo 7.3 kg, lo que aún está lejos del objetivo de 45 kg para la aleación de magnesio para bicicletas en 2030. La aleación de magnesio tiene un amplio mercado para aplicaciones ligeras en el futuro y tiene un potencial ilimitado.
Propiedades y ventajas de la aleación de magnesio.
Baja densidad
La densidad de la aleación de magnesio fundida a presión es solo 2/3 de la aleación de aluminio, 1/4 de acero, la resistencia específica y la rigidez específica son mejores que el acero y la aleación de aluminio, mucho más alta que los plásticos de ingeniería, por lo que la aleación de magnesio fundida a presión es una excelente en muchos Un material estructural ligero que puede competir con los materiales anteriores en el campo de aplicación.
Buena absorción de vibraciones
Es beneficioso para la reducción de vibraciones y reducción de ruido. Por ejemplo, a un nivel de tensión de 35 MPa, el coeficiente de atenuación de la aleación de magnesio AZ91D es del 25% y el de la aleación de aluminio A380 es solo del 1%. A niveles de tensión de 100MP, las aleaciones de magnesio AZ91D, AM60 y AS41 son 53%, 72% y 70%, respectivamente, y la aleación de aluminio A380 es solo 4%.
Alta estabilidad dimensional
Se reduce la inestabilidad dimensional de las piezas fundidas de aleación de magnesio debido a los cambios en la temperatura ambiente y el tiempo.
Alta conductividad térmica.
La conductividad térmica de la aleación de magnesio (60-70W / m-1 K-1) es superada solo por la aleación de aluminio (aproximadamente 100-70W m-1 K-1), por lo que la difusividad térmica es buena.
No magnético, se puede utilizar para blindaje electromagnético.
Buena resistencia al desgaste
La aleación de magnesio también tiene un buen coeficiente de amortiguación. La capacidad de amortiguación es mayor que la de la aleación de aluminio y la fundición. Se puede utilizar como vivienda para reducir el ruido. Se puede utilizar para asientos y ruedas para reducir la vibración y mejorar la seguridad y la comodidad del automóvil. La aleación de magnesio es liviana, fuerte en absorción de impactos, buena en desempeño de fundición, alta en capacidad de producción automática y vida útil, y dimensionalmente estable. Como el material de ingeniería más liviano, la aleación de magnesio no solo es el material más adecuado para fundir autopartes, sino también la luz de automóvil más efectiva. Cuantificar materiales.

Estado de la industria de fundición a presión automotriz de aleación de magnesio
El desarrollo ligero de los automóviles ha aumentado la demanda de piezas de fundición de aleación ligera como el magnesio y el aluminio. Desde 1990, el magnesio para automóviles ha estado creciendo a una tasa de crecimiento anual promedio del 20%. Las aleaciones de magnesio se han convertido en un campo importante en el desarrollo de la tecnología de materiales automotrices. Los materiales de aleación de magnesio de fundición a presión son particularmente adecuados para los requisitos de economía de reciclaje, ahorro de energía, bajo contenido de carbono y producción limpia debido a su reciclabilidad y bajo proceso sin virutas. Son dominantes en el desarrollo de automóviles ligeros. Los principales fabricantes de autopartes aprovecharon activamente la oportunidad de desarrollo e invirtieron en la producción y el desarrollo de piezas de fundición a presión de aleación de magnesio para automóviles. Según los datos del "Informe de análisis de la industria de fundición a presión automotriz de aleación de magnesio de China", en 2015, la demanda de la industria de fundición a presión automotriz de aleación de magnesio de China alcanzó 149,000 toneladas, un aumento del 23.12%. En la actualidad, las empresas automotrices nacionales y extranjeras están trabajando en la carrocería (alrededor del 30%), el motor (alrededor del 18%), el sistema de transmisión (alrededor del 15%), el sistema de marcha (alrededor del 16%) y las ruedas (alrededor del 10%). 5%) Aleación de magnesio de acero o piezas de aluminio.
En vista del uso de aleaciones de magnesio para bicicletas producidas en China, la capacidad de mercado de la industria de fundición a presión automotriz de aleación de magnesio de China alcanzará las 229,000 toneladas en 2017, y la capacidad de mercado alcanzará las 660,000 toneladas para 2022, con una tasa de crecimiento compuesto anual promedio. del 23.5%.
El uso global de magnesio para bicicletas es bajo y la demanda de expansión de aleaciones de magnesio para automóviles es fuerte. Los materiales livianos como el acero de alta resistencia, la aleación de aluminio y los plásticos de ingeniería se han utilizado ampliamente en varios aspectos de la fabricación de automóviles y autopartes. Las aleaciones de magnesio no se han promocionado ni utilizado ampliamente por diversas razones. Las aleaciones de magnesio se utilizan principalmente en paneles de instrumentos. Soporte, soporte de dirección, capó, volante, soporte del asiento, panel interior de la puerta, caja de transmisión, etc. En la actualidad, cada automóvil en América del Norte usa 3.8 kg de aleación de magnesio, 9.3 kg en Japón y 14 kg de aleación de magnesio para cada automóvil en los europeos PASSAT y Audi A4, mientras que el consumo medio de los coches chinos es de sólo 1.5 kg por vehículo.

Aplicación de aleación de magnesio en aligeramiento de automóviles

Estructura interior del coche

Aunque las aleaciones de magnesio tienen poca resistencia a la corrosión, la protección contra la corrosión no es una consideración importante para la construcción de interiores de automóviles. Por lo tanto, las aleaciones de magnesio se han utilizado ampliamente en la construcción de interiores de automóviles, especialmente en paneles de instrumentos y estructuras de dirección. Se informa que el primer pilar del panel de instrumentos de aleación de magnesio fue fundido a presión por General Motors en 1961, ahorrando 4 kg de material en comparación con las mismas piezas producidas por fundición a presión de aleación de zinc. Durante la última década, el uso de pilares de bandeja de instrumentos de fundición a presión de aleación de magnesio ha avanzado mucho.
La aplicación de aleación de magnesio en el asiento comenzó en Alemania en la década de 1990, principalmente en el SL Roadster utilizando una estructura de cinturón de seguridad de tres puntos hecha de fundición a presión de magnesio. De forma similar a la aplicación de la aleación de magnesio en el panel de instrumentos, en los últimos años, el diseño y fabricación de los asientos de aleación de magnesio ha experimentado un importante proceso de mejora. La estructura del asiento con aleación de magnesio ahora puede ser tan delgada como 2 mm, lo que reduce en gran medida el peso. Aunque también se utilizan otros materiales como acero de alta resistencia, aluminio y materiales compuestos, los expertos predicen que las aleaciones de magnesio se convertirán en un material importante para los componentes de asientos de automóviles ligeros y rentables en el futuro.

Auto cuerpo

Las aleaciones de magnesio están limitadas en aplicaciones de carrocería, pero también se utilizan en OEM. Cuando General Motors presentó el Corvette C-5 en 1997, utilizó un marco de techo de aleación de magnesio fundido a presión de pieza completa. Además, la aleación de magnesio también se utilizó en el techo convertible de capota rígida retráctil y en el bastidor superior del Cadillac XLR Convertible. Ford F La camioneta y el SUV -150 también utilizan fundiciones de magnesio recubiertas como soporte del disipador de calor. En Europa, Volkswagen y Mercedes-Benz han tomado la iniciativa en la aplicación de fundiciones de aleación de magnesio de paredes delgadas en los paneles de la carrocería.

Chasis

Actualmente, las llantas de aleación de magnesio fundido o forjado se han utilizado en muchos autos de carreras de alto precio o autos deportivos de alto rendimiento. Sin embargo, el costo relativamente alto y los posibles problemas de corrosión de las llantas de aleación de magnesio impiden su uso en vehículos de producción de gran volumen.
En el futuro, la producción de componentes de chasis de aleación de magnesio livianos y de bajo costo, como cubos, suspensiones de motor y brazos de control, dependerá en gran medida del proceso de fundición de aleación de magnesio y se ha desarrollado en llantas de aleación de aluminio y componentes de chasis. El proceso de fundición se puede aplicar con éxito a las aleaciones de magnesio después de la modificación. Además, el desarrollo de capas de bajo costo resistentes a la corrosión y nuevas aleaciones de magnesio con fatiga y alta resistencia al impacto acelerará el uso de aleaciones de magnesio en el chasis.

Powertrain

La mayoría de las piezas fundidas del tren motriz, como el bloque del motor, la culata, la caja de la transmisión, el cárter de aceite, etc., están hechas de aleación de aluminio. En la actualidad, las camionetas y los SUV producidos en América del Norte han sido transmisiones de aleación de magnesio, y las transmisiones manuales de aleación de magnesio de Volkswagen y Audi también se producen en masa en Europa y China.
En la actualidad, se ha logrado un progreso efectivo a través de pruebas de dinamómetro en prototipos de motores mejorados con magnesio, lo que significa que se utilizarán más aleaciones de magnesio en los sistemas de energía en el futuro.
Principales desafíos en la promoción y aplicación de aleaciones de magnesio
La baja resistencia a la corrosión, el alto costo y la alta tasa de desperdicio son las barreras populares para las aleaciones de magnesio.
Las aleaciones de magnesio no tienen los problemas del alto costo de la fundición a presión, la alta tasa de desperdicio y los peligros ocultos de una producción segura. Du Fangci, asesor de la Asociación China de Fabricantes de Automóviles, dijo que el magnesio es un elemento muy activo y su resistencia a la corrosión es muy pobre. La capacidad técnica de China en la resistencia a la corrosión de las piezas de aleación de magnesio es peor. Además, el magnesio es propenso a la combustión y explosión durante el procesamiento, y existen problemas de seguridad en la producción. Los sitios de producción requieren una gestión estricta para garantizar una producción segura.
Con la aceleración de la urbanización, la energía es cada vez más escasa, la contaminación ambiental es cada vez más grave y la conservación de la energía y la reducción de emisiones se han convertido en eventos importantes relacionados con la economía nacional y los medios de vida de las personas. Tanto los automóviles tradicionales como los vehículos de nuevas energías emergentes prestan gran atención al diseño ligero de la carrocería para lograr ahorro de energía y protección del medio ambiente.
Las aleaciones de magnesio para automóviles están en auge, y el proceso de fundición a presión de aleaciones de magnesio se está volviendo cada vez más maduro y la gama de aplicaciones se está expandiendo. Las piezas de automóvil de fundición a presión de aleación de magnesio a gran escala promoverán el proceso de aligeramiento del automóvil.

Enlace a este artículo: ¿Pueden las piezas fundidas de aleación de magnesio ser populares en el aligeramiento de automóviles?

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