鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬，同時又具有良好的阻尼減震性能，鎂合金在交通工具、手動工具、通訊器材、航空航天、國防等領(lǐng)域都有著極為廣泛的應(yīng)用前景。
鎂合金具有汽車行業(yè)輕量化材料的戰(zhàn)略優(yōu)勢，首先鎂的資源蘊(yùn)藏豐富，在地殼工程金屬中的含量僅次于鋁、鐵，居第三位，在海水中的含量僅次于鈉，排在第二位。此外，我國具有豐富的鎂資源，是鎂的生產(chǎn)大國和出口大國。
鎂在汽車行業(yè)的應(yīng)用由來已久，目前鎂合金已在德國轎車上取得成熟應(yīng)用，在奧迪轎車，已經(jīng)應(yīng)用了變速箱殼體、底盤件、手剎、轉(zhuǎn)向支架、踏板架、橫梁、頂棚框架等。在奔馳車型上，已應(yīng)用B系列轉(zhuǎn)向器殼體、CL系列車門內(nèi)件、變速箱殼體、SL系列油箱蓋等。
在我國汽車生產(chǎn)廠家，作為“十二五”國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目的一部分，已研制出自主品牌車型同步開發(fā)的變速箱體等8種以上的典型零部件，總重量達(dá)到15kg以上，典型零件取樣性能達(dá)到 σb≥240MPa，δ≥3%并通過相應(yīng)的鹽霧試驗(yàn)和臺架試驗(yàn)。瑞麒G6、奔騰B50、東風(fēng)天錦系列車型亦同步應(yīng)用，并研制出典型零部件11種，總重量達(dá)到30kg以上。除此之外，研制出方向盤、車輪、發(fā)動機(jī)支架等多項(xiàng)鎂合金零部件。
目前，鎂合金汽車零部件的研發(fā)應(yīng)用加大與國際先進(jìn)廠商和研究機(jī)構(gòu)的合作，其中中美加國際合作項(xiàng)目的發(fā)起，是開拓鎂合金應(yīng)用的重要一步，該合作項(xiàng)目依托美國密西西比州立大學(xué)，建立了中美加MFERD合作項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)平臺，三方共享資源和成果數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目將借助美加設(shè)計(jì)和測試平臺，突破鎂合金成形、連接和表面防護(hù)等技術(shù)，完成防撞性、NVH、疲勞耐久性等多項(xiàng)測試，開發(fā)出車神邊梁、橫梁、減震塔等關(guān)鍵部件，降低前端重量，占領(lǐng)汽車輕量化技術(shù)制高點(diǎn)。
目前鎂合金在汽車應(yīng)用上的瓶頸
首先，鎂合金的應(yīng)用面臨材料瓶頸，現(xiàn)有鎂合金材料存在著一些技術(shù)難點(diǎn)：
1.較低的耐蝕性能，受微觀結(jié)構(gòu)不均勻性等內(nèi)在因素，力學(xué)/化學(xué)交互作用等外在因素的影響，鎂合金自身腐蝕壽命較低，現(xiàn)有技術(shù)的涂層耐中性鹽霧能力可達(dá)2000小時，但成本卻大幅提高。
2.較低的疲勞性能，受氣孔、疏松等鑄態(tài)缺陷，以及晶粒大小的形變織構(gòu)等變形組織的影響，鎂合金循環(huán)變形的行為獨(dú)特、壽命較低。
3.較低的蠕變性能，受鎂合金中β-Mg17Al12等主要強(qiáng)化相熱穩(wěn)定性低的限制，現(xiàn)有鎂合金抗蠕變能力處于較低的水平。
其二，鎂合金應(yīng)用問題。
國內(nèi)現(xiàn)有很多鎂合金應(yīng)用都缺少原創(chuàng)性。以往鎂合金應(yīng)用模式更多的是簡單替代和零部件出口，主要是依據(jù)用戶提供的圖紙和樣件進(jìn)行仿造或制造，缺少原創(chuàng)性的中國制造。萬豐鎂業(yè)生產(chǎn)的鎂合金卡丁車輪轂占全球市場的70%，都是貼品牌生產(chǎn)，但在國內(nèi)還沒有得到應(yīng)用。而鎂合金與鋁合金、鋼材等不同材料之間存在著性能差異，鎂合金零部件的開發(fā)在國外都是從設(shè)計(jì)開始的。這在國內(nèi)是個瓶頸。
鎂合金應(yīng)用缺少前瞻性。國外企業(yè)在技術(shù)上一直沿用“用一代、開發(fā)一代”的發(fā)展戰(zhàn)略，在鎂合金集成應(yīng)用方面做了很多探索性的工作，推出了很多新概念車型，對鎂合金應(yīng)用推廣做好了充分的準(zhǔn)備。相對而言，我國要么基礎(chǔ)研究，要么一步到位的批量生產(chǎn)，缺少投入相對較高、具有前瞻性的應(yīng)用示范研究。
鎂合金應(yīng)用缺少適用性。在過去的10年中，盡管我國鎂合金研究有了令人矚目的進(jìn)展，在鎂合金新材料開發(fā)、成形、焊接和表面處理等單項(xiàng)技術(shù)方面具有一定的先進(jìn)水平，但是，這些單項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性不足以說明產(chǎn)品制造技術(shù)的高水平。實(shí)際上鎂合金制品的工程化要求的是多項(xiàng)技術(shù)的組合，這樣的技術(shù)體系還需要經(jīng)過臺架實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評估，或在整車上經(jīng)受各種各樣的應(yīng)用考核。
鎂合金應(yīng)用缺少同步性。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，近年來主要上市的國產(chǎn)乘用車全新車型共有48款。其中，自主品牌上市的全新款型計(jì)30款，遠(yuǎn)多于外資品牌的18款。這為鎂合金應(yīng)用提供了難得機(jī)遇，但遺憾的是鎂合金應(yīng)用并沒有能夠搭載到這些新車型上，表現(xiàn)出國內(nèi)整車設(shè)計(jì)者對鎂合金還缺乏深入的了解，鎂合金研究者也沒有參與到新車型的開發(fā)中，致使鎂合金應(yīng)用沒有能夠與新車型同步增長。
雖然鎂合金的應(yīng)用前景誘人，但鎂合金在汽車領(lǐng)域大量應(yīng)用還需要時間。在當(dāng)前鎂行業(yè)需求出現(xiàn)低迷和瓶頸的形勢下，需要更理智地看待鎂合金未來的應(yīng)用前景。不因取得應(yīng)用進(jìn)展而亢進(jìn)，也不因應(yīng)用低迷而低落。首先要充分認(rèn)識鎂合金應(yīng)用在汽車領(lǐng)域目前的難點(diǎn)和瓶頸，協(xié)同應(yīng)用方共同解決鎂合金應(yīng)用問題，早日在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工程化應(yīng)用。