マグネシウム合金ダイカストは自動車の軽量化で人気がありますか？

2019-09-28

マグネシウム合金ダイカストs自動車で人気があります

車の軽量化は、車を「スリム化」することであり、安定した改善されたパフォーマンス、さまざまなコンポーネントの省エネ設計、およびモデルの継続的な最適化を保証することに基づいています。実験では、車両全体の重量を10％削減すると、燃費を6％〜8％向上できることが証明されています。車の重量を1％削減し、燃料消費量を0.7％削減できます。車の全重量100キログラムごとに、100キロあたりの燃料消費量を0.3〜0.6削減できます。上昇。

車の軽量トレンド

清華大学の王陽明教授は、省エネ・新エネルギー車開発戦略諮問委員会を代表して、省エネ・新エネルギー車技術ロードマップの内容を発表しました。ロードマップで提案されている軽量技術開発のアイデアは、主にXNUMXつの段階で実装されます。年々体重が減ります。
第一段階は2016年から2020年までで、10年と比較して車両重量を2015％削減します。材料性能開発、軽量設計手法、成形など、超高強度鋼と高度な高強度鋼技術の開発に注力します。技術、溶接プロセスおよび試験評価方法、自動車用途で高強度鋼を達成するために、50％以上の割合、アルミニウム合金研究板金 スタンピング 身体の技術と実践、さまざまな材料の接続技術を研究します。
第二段階は2021年から2025年で、20年に比べて車両重量を2015％削減します。第350世代の自動車用鋼とアルミニウム合金技術をメインラインとして、鋼やアルミニウムなどのさまざまな材料の混合を実現します。アルミ合金カバー部品やアルミ合金部品の量産・工業用途を実現するためのオールアルミボディの広域用途。マグネシウム合金と炭素繊維の複合部品の製造技術の開発を増やし、マグネシウム合金と炭素繊維の部品の適用率を高め、自転車のアルミニウムの体積はXNUMXkgに達します。
第三段階は2026年から2030年で、35年と比較して車両重量を2015％削減します。マグネシウム合金と炭素繊維複合材料技術の開発に焦点を当て、マグネシウム合金と複合材料のリサイクルの問題を解決し、幅広い実現ボディと炭素繊維部品を混合する炭素繊維複合材料の幅広い用途、および複雑な部品形成技術と異種部品接続技術を突破します。自転車用マグネシウム合金は45kgに達し、炭素繊維の使用量は車両重量の5％を占めています。
統計によると、2016年の中国での自転車用マグネシウム合金の生産量はわずか7.3kgであり、45年の自転車用マグネシウム合金の目標である2030kgからはまだ程遠い。無限の可能性を秘めています。
マグネシウム合金の特性と利点
低密度
ダイキャストマグネシウム合金の密度はアルミニウム合金のわずか2/3、鋼の1/4であり、比強度と比剛性は鋼やアルミニウム合金よりも優れており、エンジニアリングプラスチックよりもはるかに高いため、ダイキャストマグネシウム合金は多くの点で優れています。アプリケーションの分野で上記の材料と競合できる軽量の構造材料。
良好な振動吸収
振動低減や騒音低減に役立ちます。たとえば、35 MPaの応力レベルでは、マグネシウム合金AZ91Dの減衰係数は25％であり、アルミニウム合金A380の減衰係数はわずか1％です。 100MPの応力レベルでは、マグネシウム合金AZ91D、AM60、およびAS41はそれぞれ53％、72％、および70％であり、アルミニウム合金A380はわずか4％です。
高い寸法安定性
周囲温度と時間の変化によるマグネシウム合金ダイカストの寸法不安定性が低減されます。
高い熱伝導率
マグネシウム合金（60-70W / m-1 K-1）の熱伝導率はアルミニウム合金（約100-70W m-1 K-1）に次ぐため、熱拡散率は良好です。
非磁性、電磁シールドに使用できます。
良好な耐摩耗性
マグネシウム合金も優れた減衰係数を持っています。減衰能力は、アルミニウム合金や鋳鉄よりも優れています。騒音を低減するためのハウジングに使用できます。シートやホイールに使用して、振動を低減し、車の安全性と快適性を向上させることができます。マグネシウム合金は、軽量、衝撃吸収性能に強く、鋳造性能に優れ、自動生産能力とダイ寿命が高く、寸法安定性に優れています。マグネシウム合金は、最も軽いエンジニアリング材料として、自動車部品の鋳造に最適な材料であるだけでなく、最も効果的な自動車用ライトでもあります。材料を定量化します。

マグネシウム合金自動車ダイカスト産業の状況
自動車の軽量化により、マグネシウムやアルミニウムなどの軽合金鋳物の需要が高まっています。 1990年以降、自動車用マグネシウムは年平均20％の成長率で成長しています。マグネシウム合金は、自動車材料技術の開発において重要な分野になっています。マグネシウム合金材料のダイカストは、リサイクル性とチップレスプロセスが少ないため、リサイクルの経済性、省エネ、低炭素、クリーンな生産要件に特に適しています。それらは、自動車の軽量化への発展において支配的です。主要な自動車部品メーカーは、開発の機会を積極的に捉え、マグネシウム合金自動車ダイカストの製造と開発に投資しました。「中国マグネシウム合金自動車用ダイカスト産業分析レポート」のデータによると、2015年に中国のマグネシウム合金自動車用ダイカスト産業の需要は149,000％増の23.12トンに達しました。現在、国内外の自動車会社がボディ（約30％）、エンジン（約18％）、トランスミッションシステム（約15％）、ウォーキングシステム（約16％）、ホイール（約10％）に取り組んでいます。 5％）鋼のマグネシウム合金または アルミ部品.
中国で生産された自転車用マグネシウム合金の使用を考慮すると、中国のマグネシウム合金自動車ダイカスト産業の市場能力は229,000年に2017トンに達し、660,000年までに市場能力は2022万トンに達し、年間平均複合成長率を示します。 23.5％の。
自転車用マグネシウムの世界的な使用は少なく、自動車用マグネシウム合金の拡大に対する需要は強いです。高張力鋼、アルミニウム合金、エンジニアリングプラスチックなどの軽量材料は、自動車や自動車部品の製造のさまざまな側面で広く使用されています。マグネシウム合金は、さまざまな理由で広く宣伝され、使用されていません。マグネシウム合金は主に計器盤に使用されています。ブラケット、ステアリングブラケット、フード、ハンドル、シートブラケット、室内ドアパネル、トランスミッションハウジングなど。現在、北米の各車は3.8kgのマグネシウム合金、日本では9.3kg、14kgのマグネシウム合金を使用しています。ヨーロッパのPASSATとAudiA4では、中国車の平均消費量は1.5台あたりわずかXNUMXkgです。

自動車の軽量化におけるマグネシウム合金の応用

マグネシウム合金ダイカスト部品

車内構造

マグネシウム合金は耐食性に劣りますが、自動車の内装構造では耐食性は重要な考慮事項ではありません。そのため、マグネシウム合金は自動車の内装、特に計器盤やステアリング構造に広く使用されています。最初のマグネシウム合金インストルメントパネルピラーは、1961年にゼネラルモーターズによってダイカストされ、亜鉛合金ダイカストによって製造された同じ部品と比較して4kgの材料を節約したと報告されています。過去XNUMX年ほどで、マグネシウム合金ダイカスト計器トレイピラーの使用は大きな進歩を遂げました。
マグネシウム合金のシートへの適用は、1990年代にドイツで始まり、主にマグネシウムダイカストで作られた2点式シートベルト構造を使用したSLロードスターで行われました。インストルメントパネルへのマグネシウム合金の塗布と同様に、近年、マグネシウム合金製のシートの設計と製造は大幅な改善プロセスを経ています。マグネシウム合金のシート構造をXNUMXmmまで薄くできるようになり、大幅な軽量化を実現しました。高張力鋼、アルミニウム、複合材料などの他の材料も使用されていますが、専門家は、マグネシウム合金が将来、軽量で費用効果の高い自動車用シートコンポーネントの主要な材料になると予測しています。

オートボディ

マグネシウム合金はボディ用途に限定されていますが、OEMでも使用されています。ゼネラルモーターズが5年にC-1997コルベットを発表したとき、それはフルピースのマグネシウム合金ダイキャストルーフフレームを使用していました。さらに、マグネシウム合金は、キャデラックXLRコンバーチブルの格納式ハードトップコンバーチブルルーフとトップフレームにも使用されていました。フォードF-150トラックとSUVも、ヒートシンクブラケットとしてコーティングされたマグネシウム鋳物を使用しています。ヨーロッパでは、フォルクスワーゲンとメルセデスベンツがボディパネルへの薄肉マグネシウム合金鋳物の適用を主導してきました。

シャーシ

現在、鋳造または鍛造されたマグネシウム合金ホイールは、多くの高価なレーシングカーまたは高性能スポーツカーで使用されています。しかし、マグネシウム合金ホイールの比較的高いコストと潜在的な腐食の問題により、大量生産車両での使用が妨げられています。
将来的には、ハブ、エンジンサスペンション、コントロールアームなどの軽量で低コストのマグネシウム合金シャーシコンポーネントの生産は、マグネシウム合金鋳造プロセスに大きく依存し、アルミニウム合金ホイールとシャーシコンポーネントで開発されてきました。鋳造プロセスは、変更後のマグネシウム合金にうまく適用できます。さらに、低コストで耐食性のある層と、疲労と高い衝撃強度を備えた新しいマグネシウム合金の開発により、シャーシでのマグネシウム合金の使用が加速されます。

パワートレイン

エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケース、オイルパンなど、パワートレインのほとんどの鋳造品はアルミニウム合金で作られています。現在、北米で生産されているピックアップトラックとSUVはマグネシウム合金製のトランスミッションであり、フォルクスワーゲンとアウディのマグネシウム合金製マニュアルトランスミッションもヨーロッパと中国で大量生産されています。
現在、マグネシウムで強化されたエンジンのプロトタイプのダイナモメーターテストを通じて効果的な進歩が見られました。これは、将来、より多くのマグネシウム合金が電力システムで使用されることを意味します。
マグネシウム合金の促進と応用における主な課題
マグネシウム合金に対する一般的な障壁は、耐食性の低さ、コストの高さ、スクラップ率の高さです。
マグネシウム合金には、ダイカストのコストが高く、スクラップ率が高く、安全な製造の隠れた危険性という問題はありません。中国自動車製造業者協会の顧問であるDuFangciは、マグネシウムは非常に活性な元素であり、その耐食性は非常に低いと述べました。マグネシウム合金部品の耐食性に関する中国の技術力はさらに劣っています。また、マグネシウムは加工時に燃焼・爆発しやすく、安全性に問題があります。生産現場では、安全な生産を確保するために厳格な管理が必要です。
都市化の加速に伴い、エネルギーはますます不足し、環境汚染はますます深刻になり、省エネと排出削減は国民経済と人々の生活にとって重要なイベントになっています。従来の自動車と新エネルギー車の両方が、省エネと環境保護を実現するためにボディの軽量設計に大きな注意を払っています。
自動車用マグネシウム合金は活況を呈しており、マグネシウム合金ダイカストプロセスはますます成熟しており、適用範囲は拡大しています。大規模なマグネシウム合金ダイカスト自動車部品は、自動車の軽量化プロセスを促進します。

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