在全球汽车工业向低碳化、电动化转型的浪潮中,轻量化已成为提升车辆性能、降低能耗的核心突破口。
研究标明,新能源车每减轻100kg,续航里程可提升10%左右。燃油车每减轻100kg,每百公里的油耗可降低0.3~0.6L。而镁合金,这位被誉为 “轻量化材料之王” 的金属,正凭借其独特优势在汽车领域掀起一场应用革命。从车身结构到动力核心,从操控系统到内饰细节,镁合金的身影无处不在,为汽车性能升级注入强劲动力。
国务院办公厅《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出,实施新能源汽车基础技术提升工程,开展高性能铝镁合金、纤维增强复合材料、低成本稀土永磁材料等关键材料产业化应用。
镁合金作为汽车轻量化的重要金属材料,在底盘部件、电机壳体等关键部位的应用持续扩展。然而传统压铸镁合金体系仍存在显著性能瓶颈:虽然AZ系合金与AM系合金虽具有良好的成型性,但是其组织中Mg₁₇Al₁₂共晶相因熔点,在高温工况下易发生晶界滑移和相变软化,就会导致高温力学性能与抗蠕变性能欠佳。 而AX系耐热合金虽具备较好的高温稳定性,却因Al-Fe金属间化合物脆性相的析出倾向,导致铸件热裂敏感性显著增加,特别是在电机壳体等需同时承受高温载荷和复杂应力状态的关键部位。 01 小米汽车镁合金电驱壳体材料 小米汽车所推出的这项专利提供了一种压铸镁合金材料及其制备方法,不但兼顾成本、高强度以及耐腐蚀,并且可以满足汽车结构件的本体性能需求。小米汽车的这项专利压铸镁合金是通过合金化控制以及AI模型迭代,摸索Al、Zn、Mn含量范围,以及Hf、Ca的添加,Hf和Al元素的配比含量,以实现变质及细晶强化的效果,得到强度与延伸率综合最优的电机壳体的材料。 并且此专利的压铸镁合金性能在电机壳体模具上得到了充分验证。该压铸镁合金也无需热处理,即可达到其他常规合金热处理后的性能。 专利所述的压铸镁合金中的Ca元素固溶在Mg₁₇Al₁₂相之中,提高了Mg₁₇Al₁₂相的强度硬度、熔点与热稳定性,可整体提高镁合金的强度与耐热能力。 Hf主要以未溶解颗粒和溶解的Hf溶质形式存在。其中Hf溶质引起的强烈成分过冷会阻止α-Mg枝晶持续生长,实现晶粒细化。同时,未溶解的Hf颗粒可以作为异质形核点,促进形核,进而限制晶粒长大。 02 制备方法与工艺参数 首先要进行熔化处理,在保护性气氛下,接着按比例熔炼纯Mg、Al、Zn及中间合金,要求温度740-750℃,保温50分钟。 然后进行精炼和扒渣,加入精炼剂,去除杂质和浮渣。 最后进行压铸成型,其中压铸温度720℃,压射速度4m/s,铸造压力90MPa。



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