長安鎂合金技術研究成果
一、前期研究成果
1、“十五”輕量化研究成果
“鎂合金在長安微型汽車中的應用”專題從2001年啟動，獲得國撥資金235萬，該專題于2003年12月順利通過國家科技部組織的驗收。
為加快鎂合金的產(chǎn)業(yè)化步伐，長安公司于2004年啟動 “鎂合金在長安汽車上的擴大應用”專項課題，獲得國撥資金80萬，所開發(fā)的鎂合金零部件批量裝車3萬余輛，并銷往全國各地。該專題于2005年11月通過了國家科技部組織的驗收。
長安課題團隊是國家“十五”科技攻關重大項目“鎂合金開發(fā)應用及產(chǎn)業(yè)化”項目核心成員，成功開發(fā)了 “長安之星”微型車變速箱殼體、汽缸蓋罩、汽缸蓋前端蓋、曲軸后端蓋、方向盤等鎂合金零部件，建成了壓鑄、機加、表面處理生產(chǎn)線，實現(xiàn)了單車最大鎂合金用量9公斤，批量裝車5萬輛;
先后榮獲04年度中國兵器裝備集團公司科技進步三等獎，05年度重慶市和中國汽車工業(yè)科技進步二等獎。
“汽車輕量化及輕質(zhì)材料關鍵技術開發(fā)與應用”項目，2007年啟動，獲國撥資金200萬，2011年順利通過重慶市科委組織的驗收。
“汽車結(jié)構(gòu)輕量化設計技術與輕量化材料應用”項目，2008年啟動，獲國撥資金550萬，2010年順利通過國家科技部組織的驗收。
2、“十一五”輕量化研究成果
承擔了國家十一五科技支撐計劃專題項目“大型復雜鎂合金鑄件集成應用技術開發(fā)”，以長安“杰勛”車身前端、動力系統(tǒng)及承力構(gòu)件的集成應用為對象，實現(xiàn)鎂合金在國產(chǎn)汽車上的集成開發(fā)與規(guī)模應用，項目2007年啟動，獲國撥資金442萬，開發(fā)出國內(nèi)自主品牌第一個鎂合金骨架座椅，在汽車用鎂合金行業(yè)首次實現(xiàn)單車最大用鎂達20kg，居國內(nèi)第一。
二、榮譽成果
牽頭的“復雜鎂合金鑄件與集成應用技術開發(fā)”項目，獲得2011年重慶市科技進步二等獎1項;同時獲得2011年汽車工業(yè)科技進步二等獎1項。
參與的“高品質(zhì)鎂合金集成與循環(huán)應用技術”項目，獲得2011年國家科技進步二等獎。
長安目前鎂合金產(chǎn)品開發(fā)
一、目前研究及應用重點
長安公司目前針對最新一代中度混合動力車型開發(fā)鎂合金產(chǎn)品
鎂合金轉(zhuǎn)向支撐——迄今長安公司開發(fā)的最大型最復雜鎂合金壓鑄件;
鎂合金輪轂——鎂合金產(chǎn)品在復雜工況下的應用嘗試;
二、鎂合金轉(zhuǎn)向支撐
1、鎂合金轉(zhuǎn)向支撐簡介(儀表板支架、CCB)
自從1995年北美開始批量生產(chǎn)CCB以來，全球共有10%的量產(chǎn)車型采用了鎂合金轉(zhuǎn)向支撐。
鎂合金轉(zhuǎn)向支撐集成度高，減重明顯(減重率達50%)，減震和尺寸穩(wěn)定性好，可有效控制儀表板總成異響，消除原鋼質(zhì)轉(zhuǎn)向支撐的焊接變形問題。
國內(nèi)自主品牌奇瑞瑞麒G6和上榮威550等中高級轎車都已經(jīng)批量應用，提高了中高級轎車的性能，增加了銷售的亮點，大大提升了自主轎車品牌形象。
2、國內(nèi)外研發(fā)應用概況
3、開發(fā)技術路線
4、總成CAE模態(tài)分析
減重的同時需要滿足NVH要求，通過4輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，模態(tài)指標基本到達原鋼件的要求。
5、總成結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案論證
6、總成壓鑄工藝SE分析
進行鎂合金轉(zhuǎn)向支撐的可鑄造性工藝分析，對鎂合金轉(zhuǎn)向支撐的外形、結(jié)構(gòu)、強度、可鑄造性進行評價，以便在產(chǎn)品設計早期發(fā)現(xiàn)設計問題。
7、總成裝配檢查分析
總成零部件裝配檢查通常包括零部件間距尺寸檢查，零部件截斷面間隙及干涉情況檢查等。
三、鎂合金輪轂
1、優(yōu)勢
輕量化→節(jié)油、減排;
減振好→吸收沖擊, 平穩(wěn)、舒適、安全;
重量輕→起動、加速、剎車性能提高;
2、早期應用
鎂合金輪轂的發(fā)展較鋁合金輪轂晚近半個世界，由于起初的技術不成熟、鎂價格昂貴、易腐蝕等問題，一直未得到普及。
3、應用現(xiàn)狀
目前在汽車業(yè)中，鎂合金輪轂除了在賽車上應用較多外，在各大汽車廠推出的概念車上也配備鎂合金輪轂，但在批量生產(chǎn)的車型中應用卻不多，主要原因是鎂合金輪轂價格通常比鋁合金輪轂高出一倍。
4、開發(fā)流程
5、技術路線
6、結(jié)構(gòu)設計
考慮受力和鑄造工藝后，輪轂的最新模型主要將輪輞的平均厚度由原來的4.5mm向內(nèi)加厚1mm，即輪輞平均厚度為5.5mm ; 另外，將輪輻掏料進行了加厚，并進行了局部改進，使輪輻的應力集中明顯降低，滿足設計要求。
7、制造工藝
采用邊緣澆注式真空壓鑄工藝，金屬液是先由邊緣扇形澆口進入輪輞，然后沿輪輞和輪輻向上充填，把氣體一直往上趕，進入輪輞上邊緣的溢流槽，初始鑄造工藝方案如下圖所示。
8、模具設計
分型面是屬于組合分型面。由于受鑄件結(jié)構(gòu)的制約，側(cè)抽芯上還存在一個成型型芯，這就要求開模時側(cè)抽芯只能是先開模后抽芯，合模時要先把側(cè)型芯回位，然后才能合模。
四、鎂合金座盆
1、簡介
沖壓鎂合金板材已廣泛應用于3C產(chǎn)業(yè)，與壓鑄件產(chǎn)品相比，采用鎂合金板材沖壓生產(chǎn)的手機、電腦外殼等有著壁薄、表面質(zhì)量高、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，因此鎂合金沖壓件具有良好的應用前景。
目前汽車、高速列車等座椅采用鋼板沖壓件焊接而成，由于現(xiàn)階段鎂合金板材價格遠高于鋼板和鋁板，限制了其在汽車上的產(chǎn)業(yè)化應用，關于鎂合金座椅骨架沖壓成形研究及應用更是鮮有報道。
2、開發(fā)技術路線
3、結(jié)構(gòu)CAE分析
厚度1.2mm時，最大應力為70.46MPa，遠小于材料屈服強度183MPa，滿足結(jié)構(gòu)強度要求。
4、沖壓CAE分析
依據(jù)仿真分析的模具、板料設計，當壓邊力設置為50噸，沖壓溫度設定為250℃時，可以順利制得AZ31B鎂合金沖壓座盆。
5、連接分析
原始塞焊焊點，其中1、2處為平面與平面接觸，3、4處為平面與曲面接觸，考慮鎂合金特性及位置匹配要求，最終確定采用膠結(jié)方案。
鎂合金應用及主要問題
一、應用情況
1、總裝類——鎂合金方向盤骨架
鎂合金方向盤輕、減震和安全，能極大地降低安全氣囊的誤開率，目前行業(yè)內(nèi)鎂合金方向盤已成為標準選擇，長安轎車及微車均全系采用。
2、總裝類——鎂合金座椅骨架
鎂合金座椅骨架集成度高，減重明顯(減重率達50%)，在滿足安全前提下可改善座椅舒適性。長安CV11鎂合金座椅骨架是國內(nèi)第一個，通過法規(guī)試驗，已達到批量生產(chǎn)的條件。
3、動力系統(tǒng)——鎂合金變速箱殼體
鎂合金變速箱殼體替代原鋁合金，減重約33%，可提高動力總成NVH水平。
4、動力系統(tǒng)——鎂合金油底殼
油底殼采用耐熱鎂合金，減重約33%(鋁到鎂)，可加速冷卻油溫，減低噪音。
5、動力系統(tǒng)——鎂合金氣缸罩蓋
鎂合金汽缸罩蓋技術成熟，減重約33%(鋁到鎂)，可改善發(fā)動機NVH性能。
6、其他鎂合金產(chǎn)品
二、鎂合金應用問題
問題1、鎂合金應用應突破異質(zhì)材料連接和防腐蝕問題：
對策：把高校和供應商對壓鉚和鎖鉚技術、鎂合金的焊接技術，表面處理技術真正應用到汽車的零部件上，開展緊密的產(chǎn)學研合作，國家和行業(yè)要有專項資金項目支持。
問題2、耐熱鎂合金的抗蠕變和壓鑄成形問題：
對策：開展鎂合金耐熱、抗蠕變、低成本新材料的研制，擴大應用的范圍。
問題3.原材料價格波動大及成本高的問題：
對策：行業(yè)牽頭制定合理的原材料價格波動的控制機制，上游企業(yè)原鎂冶煉成本，生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制，主機廠對產(chǎn)品設計進行最優(yōu)化設計。
