新型轻质金属镁铝合金的发展.docx
- 文档编号:23956449
- 上传时间:2023-05-22
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:280.61KB
新型轻质金属镁铝合金的发展.docx
《新型轻质金属镁铝合金的发展.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新型轻质金属镁铝合金的发展.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
新型轻质金属镁铝合金的发展
新型轻质金属镁铝合金的发展
四:
各种金属的切削阻力(以镁合金的切削阻力为1)
五:
汽车材料轻量化进程
铝的密度为钢的1/3,用铝代替钢可以减少重量50%左右。
镁合金的强度比铝合金高、而与高强合金结构钢相近,密度只有铝的2/3。
所以,用铝、镁合金制造汽车零部件,是使汽车减轻重量和节约能源的有效途径之一。
国内专家认为,在未来几年,车用铝合金的需求将逐步增加,非承载元件的重量将因此减少2/3,承载元件重量将减少1/3~1/2。
汽车轻量化的迫切需要使有色金属在汽车上的应用得以快速发展。
据预测,2016~2025年,铁基合金与轻质的铝、镁合金相比,在汽车上的应用将明显处于下风。
国内外研究方向
美国汽车委员会(USCAR)与欧洲汽车研究委员会(EUCAR)研究认为,减轻车辆重量一个必不可少的手段是将铝、镁铸件逐步替代钢铁零部件。
我国在“十五”期间启动了“十五”国家科技攻关重大项目之一“镁合金开发应用及产业化”项目。
全国共有21个省、自治区、直辖市的4个研究院所、7所高校、20多家企业直接参与了项目实施,我校就是其中之一。
目前已初步建立了从镁合金前沿高科技研发到产业化技术开发的技术研发体系,突破了一批前沿核心技术和产业化关键技术,并培育组建了十几家有关镁合金及制品的股份制公司,建立了一批镁合金产业化基地。
该项目已申请有关专利33项,其中发明专利15项;启动了镁合金标准体系建设工作,并已完成一批标准的制定。
国内各大汽车集团都建立自己的铝、镁合金生产基地与产品开发项目。
铝、镁合金材料生产研究单位形成并发展了轻合金的压铸、半固态铸造、低压铸造、挤压、轧制、热冲成形、热锻、热冲锻、等温锻造、超塑成形技术。
国外研究方向
欧美对镁合金研究的重点课题有:
抗蚀能力、浇注工艺与浇口/浇道设计、基础结构设计数据库、成本模式、微观结构、焊接、微观组织工艺过程数学模型、过程传感器设计、射线探伤、疲劳强度、成型工艺技术与经济评价和有限元设计等等。
欧美研究、解决的铝合金铸件课题有:
开发预测微观结构的数学模型、预计重力浇铸、金属型倾斜浇注、低压、挤压、半固态Alcoa'sVRP/VRC工艺浇铸件的机械性能、材料/机械性能数据库、开发铸造轻合金结构件的设计向导、开发用于工艺过程监控和模具条件的快速反应温度传感器、开发铸件量子/数字的X射线标准。
国内对铝镁合金研究的课题有:
压铸材料、稀土添加剂、金相、缺陷分析、后续热处理、表面防氧化、真空压铸工艺、阻燃镁合金、虚拟化设计、CAD、CAM、CAE、浇口浇道设计、基础结构设计数据库、压铸模设计技术。
近年来科研机构于高校联合,发展成功或正在研制具有可投产的新型铝合金及技术,我国的ZL205A,抗拉强度为510MPa,延伸率可达13%。
北京航空材料研究院研制出一种与ZL205A成份相近、韧性特别好的铸造铝合金,其延伸率达19%~23%,冲击韧性为ak181~304kJ/m2。
六:
轻金属在汽车上应用现状
镁合金正在汽车制造中被大量使用。
目前在北美生产的汽车,平均每辆含镁合金4.08kg。
德国大众生产的帕萨特和奥迪A6轿车上的镁合金压铸件分别为13.6kg和14.6kg。
全球车用铝合金占整车重量的平均比例已由2002年的2.6%上升至2006年的6%。
各国铝、镁合金铸件产量也在连年攀升。
福特汽车公司宣称2020年单车镁合金用量由目前的2kg上升到90kg。
德国大众汽车公司要在每一辆轿车上设计含有80kg以上的镁合金零件。
七:
铝、镁合金材料的成形形式及汽车零部件的制造
轻金属的成形形式
根据合金成分和生产工艺,将工业用铝、镁合金分为变形合金和铸造合金。
变形合金指合金铸锭经热塑性变形或冷塑性变形加工后再使用,有良好的成形性能,有挤压、轧制、热冲成形、热锻、热冲锻、等温锻造、超塑成形工艺。
变形合金又分为可热处理强化和不可热处理强化两种。
若其固溶体成分不随温度变化,不能借助于时效处理强化,称为不可热处理强化的铝合金。
若其固溶体成分随温度发生变化,可进行时效沉淀强化处理,称为可热处理强化的铝合金。
铸造合金指直接浇铸或压力下铸造成形,有良好的铸造性能。
铸造形式有高压铸造、重力铸造、低压铸造、半固态压铸。
铝、镁合金材料制造的汽车零部件
用铝合金板可制造发动机罩、行李箱盖、保险杠、车身内外饰板件、散热器,我中心承担的就是为军用油箱和发动机箱体材料改性(减重)的镁合金研究。
铝合金铸件已经替代了部分铁铸件,如活塞、轮毂、进气支管、气缸盖、盘轮等都采用了重量轻的铝合金。
在美国和欧洲,保险杠、油箱也由钢板改为铝合金。
未来汽车的材料构成比例中,欧美地区铝合金使用率将大大增加。
如在德国的试验车中,铝合金使用率已达到全部材料的30%。
铝合金仍将是汽车轻量化的首选材料。
镁合金材料比铝更轻,且在我国资源丰富。
由于已开发出高效且安全的制造工艺,使镁合金及其产品的制造成本下降,镁合金已大量应用于仪表板骨架、座椅骨架、操纵杆托架、大梁、离合器壳和变速器壳等汽车零部件的制造。
近几十年来铝合金的应用范围得到广泛推广。
在经济全球化的浪潮中,新的国际产业分工正在形成。
中国经济发展水平,加上拥有丰富的有色金属和劳动力资源以及巨大的市场有利条件,决定了中国在国际产业分工中的位置。
这意味着中国将在较长一段时间内承担国际有色金属铸件及其制品的生产制造业务。
国际压铸生产重心逐渐向东方转移已成为必然趋势。
国内镁便宜,劳动力低廉。
大型镁、铝压铸件不适宜长途运输,欧美产品不易进入国内,这给行业竞争带来了机遇。
不但在国内,甚至在东南亚地区都有发展余地,同时也需要积极创造条件逐步实现铸造产业的结构转型,增加铸造产品的技术含量和附加值,积极向技术先进型、能源节约型、环境友好型方向发展。
材料物理化学作业
材料科学技术与工程学院
S20120350
刘少杰
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新型 金属镁 铝合金 发展