鎂合金在汽車結(jié)構(gòu)部件中的未來

鎂自然豐富，重量極輕，但迄今為止，它并不是汽車結(jié)構(gòu)部件的過分受歡迎的選擇。鎂合金顯示出希望，但是直到最近，用于車輛的結(jié)構(gòu)部件的合適合金元素還限于稀有和昂貴的元素。研究部討論了鎂擠壓工藝可能改變游戲規(guī)則的未來發(fā)展。

鎂的有利性質(zhì)

在工程中使用的所有材料中，鎂是最輕的。它的密度為每立方厘米1.74克，比鋁輕得多，比鋼輕得多。它也是廣泛可用的-確切地說，是地球上第四大元素以及海洋中第三大元素。鎂具有延展性，可以容易地鑄造并有效地抑制噪音和能量。它的尺寸穩(wěn)定，具有低磨損趨勢，并且抗沖擊性好。所有這些對于結(jié)構(gòu)部件都是有利的。

鎂本身缺乏用于車輛的結(jié)構(gòu)部件所依賴的強度，但是合金化很快解決了這個問題。鎂最常與鋁，錳，鋯，鋅或稀土材料合金化，所有這些材料均可提高強度和耐久性，促進沉淀硬化或改善鑄造潛力和耐蝕性。

環(huán)境和經(jīng)濟考慮

1975年，美國國會引入了公司平均燃油經(jīng)濟性（CAFE）標(biāo)準(zhǔn)，以提高美國卡車和轎車的燃油經(jīng)濟性。CAFE是通過數(shù)學(xué)確定的，其中考慮了車輛的碳足跡并確定了燃油經(jīng)濟性目標(biāo)。

除了遵守CAFE標(biāo)準(zhǔn)外，消費者對減少二氧化碳排放以及防止或延遲有害的全球變暖的興趣也重新燃起。由于燃油效率與CO2排放直接相關(guān)，因此減輕重量已成為汽車制造商的重點。

最后，制造商必須考慮生產(chǎn)價格。鎂作為主要的結(jié)構(gòu)成分并不是可行的，因為與稀有元素合金化所帶來的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了鋁和塑料。

ShAPE方法

美國能源部太平洋西北國家實驗室（PNNL）的研究人員開發(fā)了一種有前途的鎂擠壓新工藝。該過程稱為剪切輔助加工和擠出（ShAPE），并且正在申請專利。

該方法與傳統(tǒng)的擠出方法不同，該方法將工藝與紡絲相結(jié)合以創(chuàng)建理想的溫度，以便在金屬被擠壓通過模具時使其軟化。傳統(tǒng)的擠壓工藝需要使用消耗大量能量的電阻加熱器，而紡絲工藝恰好能獲得熱量，并將熱量集中在所需的位置上，而成本卻只有能量的一小部分。除了節(jié)省生產(chǎn)成本外，研究人員聲稱該措施還可以提高鎂合金在工藝中的延展性和能量吸收。