镁合金板在汽车门盖系统上的应用及展望

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1、镁合金板在汽车门盖系统上的应用及展望张永志吴迪李涛田毓皤(泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201)【摘要】概述了镁合金的基本性能及其板材的成形、连接和防腐工艺。分析了镁合金在行李箱盖上应用的制造工艺、刚度、耐久性等性能。实测数据表明，镁合金在门盖上应用能满足门盖子系统的性能要求。与钢结构相比，减重45％；与铝结构相比，减重30％。【Abstract】Thecharacteristic，processofmagnesiumalloy，connectionsandcorrosiontech．niqueareintrod

2、uced．Themanufacturingtechnique，stiffnessanddurabilityoftheapplicationofmag—nesiumalloyareanalyzed．Theresulthasshownthattheapplicationofmagnesiumalloycanmeetthesub·systemrequirement．Itcansaveweightby45％withsteelstructure，andby30％withaluminiumstructure．【关键词】门盖汽车镁合

3、金doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．10．13镁的密度是铝的2／3，钢的2／9，镁合金比聚0引言合物轻20％。如表1所示，镁具有较高的比强度和比弹性模量、良好的刚性、高的阻尼性能和减震镁是工程领域最有发展前景的一种轻质材抗冲击能力。变形镁合金中典型合金如AZ31，其料，用作结构件时具有质量轻、比强度高、比刚度室温下的强度和延伸率较低，冲压性能较差；高、减振和抗冲击性能好、可回收等优点，在汽车AZ31B冷轧退火板在室温下的抗拉强度为240—上的应用越来越广泛。镁合金按制备工艺分为铸290

4、MPa，屈服强度为140～200MPa，延伸率为造镁合金和变形镁合金。国际镁协会(IMA)指12％～25％，但随着温度的升高，延伸率可显著提出，虽然目前铸造镁合金占主导地位，但通过锻高_2J。变形镁合金由于其良好的力学性能和中温造、轧制、挤压、拉拔以及冲压等塑形加工工艺制成形能力，适合做结构复杂的薄板零件，可用于汽备的镁合金材料及工件具有更高的强度、刚度以车车身及门盖钣金件的制造。及塑形等优良性能¨。随着变形镁合金材料及工表1各种材料力学性能对比艺研究的不断深入，将镁合金用于门盖零件上成为可能。材料密度p弹性模量比弹性

5、模拉伸强度比拉伸强度导热系数／减振系数／g．em一3E／GPa量E／pMPa0}oW·(m·k)钢7．8O21026．9200—5o026—64461镁合金板材的特点及应用铝合金2．7O7025．92oo35074一l3O2472—5塑料1．13—2．0015—257．5—22．O100～25O50221加一5O1．1镁合金材料性能镁合金1．84525．O18030o100一l671573O一60收稿日期：2013—07—3l上海汽车2013．10·53·1．2镁合金在门盖零件上的应用杂且焊接接头的力学性能也不好。近年

6、来国内外应用镁合金可以大幅减轻整车质量、提高燃研究出了许多新的焊接工艺，如高温熔融焊、真空油效率，镁合金大部分以压铸件的形式应用在汽电子束焊、激光、电弧复合焊、搅拌摩擦焊以及A车上。目前已有部分汽车公司尝试在门盖零件上—TIG焊等，但这些工艺大多尚处于起步阶段，还应用镁合金材料。例如大众公司用AM60B铸造未成熟。镁合金制作门内板，比钢制的减重40％；在波罗两(2)镁合金的铆接。铆接工艺主要有3种：普箱车上试验内镁外铝混合车门，预计比用钢板减通铆钉连接、自冲铆接(Clinch)、自穿刺铆接重50％。(SPR)。铆钉连接

7、首先在被铆接的部件上打孔，虽然镁合金已被应用到部分车身零件上，但再将铆钉插入孔中，使用工具拉铆部件形成接头。都是压铸镁合金零件。变形镁合金板应用于门盖铆钉连接工艺效率低，外观差；Clinch工艺不需要零件上，由于成形工艺、耐腐蚀性等问题没有有效铆钉，通过冲头和凹模将两层或多层金属冲压锁解决，目前还处于样件试制阶段。因此有必要对扣在一起。镁板与异质材料Clinch连接时，易导变形镁合金板材在门盖零件上的应用工艺、性能致连接处损伤而发生电化学腐蚀；SPR不需要预作一些探讨。冲孔，铆钉刺穿工件实现铆接。镁合金在室温下的塑性很

8、差，在大的变形过程中容易产生裂纹，所2镁合金钣金件工艺以Clinch、SPR工艺连接镁合金有腐蚀风险。2．3镁合金的防腐工艺2．1镁合金板材的成形工艺镁因其材料电位特性，易发生电化学腐蚀。目前变形镁合金零件的成形方法主要有中温镁合金零件采用普通的电泳涂装工艺不能满足防冲压成形和超塑性成形。由于镁具有密排六方晶腐要求，所以镁合金板件