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轻量化的镁合金引领电动车更轻盈(2)

浏览:99 发表时间:2020-07-10 16:56:38

 2 镁及镁合金的性能优势
   镁合金是最轻的金属结构材料,镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.74g/cm,镁合金左右),是铝的2/3,钢的2/9。高强度、高刚性,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。镁合金主要合金元素有铝、锌、锰、钵、针以及少量错或镐等。
   镁合金加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:质量小、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。镁合金广泛用干携带式的器械和电动车行业中,达到轻量化的目的。
   目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌错合金。采用镁合金能减轻整车重量,可在铝轻量的基础上再减轻15%~20%。由于镁合金具有较高的比强度和比钢度,电磁屏蔽性好、减震性好、具有优良的可切削加工性能和机械抛光性能,具有环保特性,尤其易干回收利用,因此,镁合金在航空航天、军工、交通工业、电子通讯工业等领域应用在急剧扩大,现已成为仅次干钢铁、铝合金的第三大金属结构材料,被誉为21世纪最富于开发应用潜力的“绿色工程金属结构材料”并将成为21世纪最重要的轻质结构材料。
   镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。
   镁合金相对比强度最高。比刚度接近铝合金和钢,远高干工程塑料。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250 MPa,最高可达600多MPa。屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,镁合金铸件回收再利用可做到100%。镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达0.5 mm,适应制造汽车各类压铸件。但镁合金线膨胀系数很大,达到25~26 μm/m℃,而铝合金则为23 p m/m℃,黄铜约20μm/m℃,结构钢12 μm/m℃,铸铁约10μm/m℃,岩石(花岗岩、大理石等)仅为5~9μm/m℃,玻璃5~11μm/m℃。
   镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,对用镁合金制造刚性好的整体构件十分有利。镁合金的减振系数远高干铝和钢铁,具有优良的抗冲击性能,有利于减振降噪,选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声,受冲击时能吸收更多的能量。镁合金的散热性好,抗电磁干扰性高,使汽车更为安全舒适。此外,镁合金具有良好的铸造性能和加工性能,同时有优异的回收再生利用的特性,其循环使用并不影响材料的性能,且再生熔解时的能耗比新材料制造所消耗的能源少得多,仅为从矿石冶炼能耗的百分之几,更有利于环保和资源节约。
    镁合金性能优异、资源丰富,是符合轻量化、低碳趋势的重要工程材料。镁合金在材料性能及加工性能方面都存在一定的优势,而且全球的镁资源非常丰富,中短期内无短缺之虞,在传统的金属材料由于资源稀缺导致价格不断卜涨而使用成本日趋增加的背景下,镁金属被认为继是钢铁,铝合金之后的第三大金属结构材料。镁合金最大的优势在于质轻,在“绿色经济”不断深化的时代,镁合金的应用空间非常广阔。

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