Ngành công nghiệp ô tô sử dụng đúc magiê trên quy mô lớn.Những lý do cụ thể sau đây::
1- Đáng nhẹ và giảm trọng lượng, cải thiện hiệu quả nhiên liệu và độ bền
Ưu điểm mật độ: Mật độ của hợp kim magiê chỉ khoảng 1,8g/cm3, tương đương 2/3 hợp kim nhôm (2,7g/cm3) và 1/4 thép (7,8g/cm3).Trọng lượng được giảm đáng kể dưới cùng một khối lượng.
Trường hợp: Nếu trục bánh xe ô tô được thay thế từhợp kim nhômđếnhợp kim magiê, trọng lượng của một trục bánh duy nhất có thể được giảm khoảng 30% ~ 50%.
Tiết kiệm nhiên liệu: Đối với mỗi 100kg giảm trọng lượng xe, tiêu thụ nhiên liệu trên 100km có thể giảm 0,3~0,5L; đối với xe năng lượng mới,giảm 10% trọng lượng có thể tăng phạm vi hành trình 5% ~ 8%.
Áp lực chính sách: Nhiều quốc gia trên thế giới đang thực hiện các quy định về khí thải carbon nghiêm ngặt (như mục tiêu khí thải carbon trung bình của EU là 95g CO2/km cho xe mới vào năm 2025),và trọng lượng nhẹ đã trở thành một con đường chính cho các nhà sản xuất ô tô để tuân thủ các quy định.
2- Hiệu suất toàn diện tuyệt vời để đáp ứng nhu cầu của điều kiện làm việc phức tạp
Sức mạnh cụ thể cao: Sức mạnh của hợp kim magiê gần như hợp kim nhôm, nhưng nó nhẹ hơn và phù hợp để sản xuất các bộ phận cấu trúc chịu tải (như các bộ phận khung gầm).
Thấm sốc và giảm tiếng ồn: Hiệu suất ức chế của hợp kim magiê tốt hơn hợp kim nhôm,có thể làm giảm rung động và tiếng ồn trong khi lái xe (chẳng hạn như hỗ trợ bảng điều khiển).
Phân tán nhiệt tốt: Độ dẫn nhiệt của hợp kim magiê là khoảng 150 ~ 180W / ((m・K), phù hợp với các bộ phận có nhu cầu phân tán nhiệt cao xung quanh động cơ (như nắp đầu xi lanh).
Bức chắn điện từ: Hợp kim magiê có tác dụng bảo vệ tốt đối với sóng điện từ và phù hợp với vỏ thiết bị điện tử gắn trên phương tiện.
3. quá trình trưởng thành, phù hợp với sản xuất quy mô lớn
Hiệu suất đúc cao: hợp kim magiê có tính lỏng tốt trong trạng thái nóng chảy và có thể nhận ra việc đúc một lần các bộ phận cấu trúc phức tạp thông qua quy trình đúc áp suất cao,với chu kỳ sản xuất ngắn (thời gian sản xuất một mảnh có thể được kiểm soát trong vòng 30 giây đến 2 phút).
Tính linh hoạt thiết kế: khuôn có thể hỗ trợ tường mỏng (mức độ dày tường tối thiểu 0,5 mm), đúc tích hợp (chẳng hạn như tích hợp nhiều mô-đun chức năng),giảm số lượng bộ phận và chi phí lắp ráp.
4- Lợi thế bảo vệ môi trường và tái chế
Có thể tái chế: Tỷ lệ phục hồi hợp kim magiê vượt quá 90%, và chất thải đúc có thể được sử dụng trực tiếp để tái tạo sau khi đúc,đáp ứng các yêu cầu phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô.
Sản xuất năng lượng thấp: So với hợp kim nhôm, nhiệt độ nóng chảy của hợp kim magiê thấp hơn (khoảng 650 °C so với hợp kim nhôm 700 ~ 750 °C), và tiêu thụ năng lượng giảm khoảng 15% ~ 20%.
Các bộ phận ứng dụng điển hình của đúc magiê trong ngành công nghiệp ô tô là gì?
Các ứng dụng của các sản phẩm đúc magiê trong lĩnh vực ô tô đã mở rộng từ các bộ phận không chịu tải đến các thành phần cấu trúc chính.
1Hệ thống điện
Lớp hộp số: thay thế hợp kim nhôm hoặc sắt đúc, giảm trọng lượng khoảng 30%,và cải thiện hiệu quả phân tán nhiệt (như trường hợp của hộp số hợp kim magiê của một công ty ô tô Đức).
Vỏ đầu xi lanh động cơ: che phủ phần trên của động cơ, giảm rung động và tiếng ồn, và chống dầu và nhiệt độ cao (nhiệt độ hoạt động ≤ 150 °C).
Bộ ly hợp: được sử dụng cho hộp số tay, đòi hỏi độ bền cao và ổn định kích thước.
2Chassis và hệ thống treo
Khớp tay lái: kết nối bánh xe và hệ thống treo, và cần chịu được tải trọng phức tạp.Các ngón tay lái hợp kim magiê có thể giảm trọng lượng hơn 50% so với các bộ phận thép (như trường hợp của một chiếc xe điện của Mỹ).
Khung treo: hỗ trợ các chất chống va chạm, suối và các thành phần khác để cải thiện độ ổn định điều khiển.
Lốp: Các mô hình cao cấp (như xe thể thao và xe SUV sang trọng) sử dụng lốp hợp kim magiê, vừa nhẹ vừa cứng.Một số bánh xe đua thậm chí sử dụng hợp kim magiê-lithium (mật độ thấp đến 1.2g/cm3).
3Cơ thể và hệ thống bên trong
Khung bảng điều khiển: Là hỗ trợ cốt lõi của nội thất, nó đòi hỏi biến dạng thấp và lắp ráp dễ dàng.Khung hợp kim magiê có thể tích hợp các mô-đun chức năng như ổ cắm điều hòa không khí và hỗ trợ túi khí.
Khung ghế: Khung ghế và cơ chế điều chỉnh giảm trọng lượng trong khi cải thiện an toàn va chạm (như vỏ khung ghế hợp kim magiê của một công ty ô tô Nhật Bản).
Khung tay lái: Thay thế hợp kim nhôm, giảm trọng lượng khoảng 20% và cải thiện kết cấu thông qua xử lý bề mặt (chẳng hạn như sơn điện).
4Các thành phần chính khác
Vỏ pin: Vỏ bên ngoài của bộ pin của xe năng lượng mới đòi hỏi trọng lượng nhẹ,chống va chạm và màn chắn điện từ (như vỏ pin hợp kim magiê của xe điện gia dụng, nhẹ hơn 40% so với hợp kim nhôm).
Vỏ đầu động cơ: Được sử dụng để điều khiển động cơ, nó cần phải tính đến cả sự phân tán nhiệt và sức mạnh cấu trúc.
Nằm chân đạp: Cấu trúc hỗ trợ của chân đạp phanh và ga đòi hỏi độ cứng và an toàn cao.
Xu hướng trong tương lai: từ "thay thế một phần" đến "tích hợp hệ thống"
With the breakthroughs in the research and development of magnesium alloy materials (such as high-strength magnesium-rare earth alloys) and process innovations (such as semi-solid die casting and vacuum die casting), ứng dụng của các đúc magiê trong lĩnh vực ô tô sẽ mở rộng đến các thành phần căng thẳng cao (như khung phụ, vạch khung) và các bộ phận cấu trúc tích hợp lớn.một nhà sản xuất ô tô quốc tế đã cố gắng sử dụng hợp kim magiê để sản xuất khung xe, giảm trọng lượng hơn 60% so với khung thép truyền thống.
Dưới làn sóng giảm trọng lượng, đúc magiê đang trở thành một trong những vật liệu cốt lõi cho sự chuyển đổi "giảm carbon hóa" và "điện hóa" của ngành công nghiệp ô tô.
Ngành công nghiệp ô tô sử dụng đúc magiê trên quy mô lớn.Những lý do cụ thể sau đây::
1- Đáng nhẹ và giảm trọng lượng, cải thiện hiệu quả nhiên liệu và độ bền
Ưu điểm mật độ: Mật độ của hợp kim magiê chỉ khoảng 1,8g/cm3, tương đương 2/3 hợp kim nhôm (2,7g/cm3) và 1/4 thép (7,8g/cm3).Trọng lượng được giảm đáng kể dưới cùng một khối lượng.
Trường hợp: Nếu trục bánh xe ô tô được thay thế từhợp kim nhômđếnhợp kim magiê, trọng lượng của một trục bánh duy nhất có thể được giảm khoảng 30% ~ 50%.
Tiết kiệm nhiên liệu: Đối với mỗi 100kg giảm trọng lượng xe, tiêu thụ nhiên liệu trên 100km có thể giảm 0,3~0,5L; đối với xe năng lượng mới,giảm 10% trọng lượng có thể tăng phạm vi hành trình 5% ~ 8%.
Áp lực chính sách: Nhiều quốc gia trên thế giới đang thực hiện các quy định về khí thải carbon nghiêm ngặt (như mục tiêu khí thải carbon trung bình của EU là 95g CO2/km cho xe mới vào năm 2025),và trọng lượng nhẹ đã trở thành một con đường chính cho các nhà sản xuất ô tô để tuân thủ các quy định.
2- Hiệu suất toàn diện tuyệt vời để đáp ứng nhu cầu của điều kiện làm việc phức tạp
Sức mạnh cụ thể cao: Sức mạnh của hợp kim magiê gần như hợp kim nhôm, nhưng nó nhẹ hơn và phù hợp để sản xuất các bộ phận cấu trúc chịu tải (như các bộ phận khung gầm).
Thấm sốc và giảm tiếng ồn: Hiệu suất ức chế của hợp kim magiê tốt hơn hợp kim nhôm,có thể làm giảm rung động và tiếng ồn trong khi lái xe (chẳng hạn như hỗ trợ bảng điều khiển).
Phân tán nhiệt tốt: Độ dẫn nhiệt của hợp kim magiê là khoảng 150 ~ 180W / ((m・K), phù hợp với các bộ phận có nhu cầu phân tán nhiệt cao xung quanh động cơ (như nắp đầu xi lanh).
Bức chắn điện từ: Hợp kim magiê có tác dụng bảo vệ tốt đối với sóng điện từ và phù hợp với vỏ thiết bị điện tử gắn trên phương tiện.
3. quá trình trưởng thành, phù hợp với sản xuất quy mô lớn
Hiệu suất đúc cao: hợp kim magiê có tính lỏng tốt trong trạng thái nóng chảy và có thể nhận ra việc đúc một lần các bộ phận cấu trúc phức tạp thông qua quy trình đúc áp suất cao,với chu kỳ sản xuất ngắn (thời gian sản xuất một mảnh có thể được kiểm soát trong vòng 30 giây đến 2 phút).
Tính linh hoạt thiết kế: khuôn có thể hỗ trợ tường mỏng (mức độ dày tường tối thiểu 0,5 mm), đúc tích hợp (chẳng hạn như tích hợp nhiều mô-đun chức năng),giảm số lượng bộ phận và chi phí lắp ráp.
4- Lợi thế bảo vệ môi trường và tái chế
Có thể tái chế: Tỷ lệ phục hồi hợp kim magiê vượt quá 90%, và chất thải đúc có thể được sử dụng trực tiếp để tái tạo sau khi đúc,đáp ứng các yêu cầu phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô.
Sản xuất năng lượng thấp: So với hợp kim nhôm, nhiệt độ nóng chảy của hợp kim magiê thấp hơn (khoảng 650 °C so với hợp kim nhôm 700 ~ 750 °C), và tiêu thụ năng lượng giảm khoảng 15% ~ 20%.
Các bộ phận ứng dụng điển hình của đúc magiê trong ngành công nghiệp ô tô là gì?
Các ứng dụng của các sản phẩm đúc magiê trong lĩnh vực ô tô đã mở rộng từ các bộ phận không chịu tải đến các thành phần cấu trúc chính.
1Hệ thống điện
Lớp hộp số: thay thế hợp kim nhôm hoặc sắt đúc, giảm trọng lượng khoảng 30%,và cải thiện hiệu quả phân tán nhiệt (như trường hợp của hộp số hợp kim magiê của một công ty ô tô Đức).
Vỏ đầu xi lanh động cơ: che phủ phần trên của động cơ, giảm rung động và tiếng ồn, và chống dầu và nhiệt độ cao (nhiệt độ hoạt động ≤ 150 °C).
Bộ ly hợp: được sử dụng cho hộp số tay, đòi hỏi độ bền cao và ổn định kích thước.
2Chassis và hệ thống treo
Khớp tay lái: kết nối bánh xe và hệ thống treo, và cần chịu được tải trọng phức tạp.Các ngón tay lái hợp kim magiê có thể giảm trọng lượng hơn 50% so với các bộ phận thép (như trường hợp của một chiếc xe điện của Mỹ).
Khung treo: hỗ trợ các chất chống va chạm, suối và các thành phần khác để cải thiện độ ổn định điều khiển.
Lốp: Các mô hình cao cấp (như xe thể thao và xe SUV sang trọng) sử dụng lốp hợp kim magiê, vừa nhẹ vừa cứng.Một số bánh xe đua thậm chí sử dụng hợp kim magiê-lithium (mật độ thấp đến 1.2g/cm3).
3Cơ thể và hệ thống bên trong
Khung bảng điều khiển: Là hỗ trợ cốt lõi của nội thất, nó đòi hỏi biến dạng thấp và lắp ráp dễ dàng.Khung hợp kim magiê có thể tích hợp các mô-đun chức năng như ổ cắm điều hòa không khí và hỗ trợ túi khí.
Khung ghế: Khung ghế và cơ chế điều chỉnh giảm trọng lượng trong khi cải thiện an toàn va chạm (như vỏ khung ghế hợp kim magiê của một công ty ô tô Nhật Bản).
Khung tay lái: Thay thế hợp kim nhôm, giảm trọng lượng khoảng 20% và cải thiện kết cấu thông qua xử lý bề mặt (chẳng hạn như sơn điện).
4Các thành phần chính khác
Vỏ pin: Vỏ bên ngoài của bộ pin của xe năng lượng mới đòi hỏi trọng lượng nhẹ,chống va chạm và màn chắn điện từ (như vỏ pin hợp kim magiê của xe điện gia dụng, nhẹ hơn 40% so với hợp kim nhôm).
Vỏ đầu động cơ: Được sử dụng để điều khiển động cơ, nó cần phải tính đến cả sự phân tán nhiệt và sức mạnh cấu trúc.
Nằm chân đạp: Cấu trúc hỗ trợ của chân đạp phanh và ga đòi hỏi độ cứng và an toàn cao.
Xu hướng trong tương lai: từ "thay thế một phần" đến "tích hợp hệ thống"
With the breakthroughs in the research and development of magnesium alloy materials (such as high-strength magnesium-rare earth alloys) and process innovations (such as semi-solid die casting and vacuum die casting), ứng dụng của các đúc magiê trong lĩnh vực ô tô sẽ mở rộng đến các thành phần căng thẳng cao (như khung phụ, vạch khung) và các bộ phận cấu trúc tích hợp lớn.một nhà sản xuất ô tô quốc tế đã cố gắng sử dụng hợp kim magiê để sản xuất khung xe, giảm trọng lượng hơn 60% so với khung thép truyền thống.
Dưới làn sóng giảm trọng lượng, đúc magiê đang trở thành một trong những vật liệu cốt lõi cho sự chuyển đổi "giảm carbon hóa" và "điện hóa" của ngành công nghiệp ô tô.
