压铸镁合金方向盘骨架优势和特性
乐发新能源创始人刘勇:来详细解析一下压铸镁合金方向盘骨架的优势和特性
总的来说,压铸镁合金是目前制造高性能、轻量化方向盘骨架的顶级材料之一,主要应用于高端汽车、跑车、赛车以及注重驾驶体验的品牌车型。
核心优势
1. 极致的轻量化(最突出的优势)
· 密度极低: 镁合金的密度约为 1.74 g/cm³,是铝的2/3,钢的1/4。使用镁合金骨架可以比传统的钢骨架轻50%以上,比铝合金骨架也轻20%-30%。
· 意义: 方向盘属于“簧下旋转质量”,减轻其重量能直接提升车辆的操控响应性。更轻的方向盘意味着更低的转动惯量,使转向手感更轻盈、精准和灵敏,回正特性更好,极大提升驾驶乐趣和运动感。
2. 极高的比强度和比刚度
· 概念: “比强度”是强度与密度的比值,“比刚度”是刚度(弹性模量)与密度的比值。虽然镁合金的绝对强度低于高强度钢,但其比强度非常高;其比刚度与铝合金相当,远高于工程塑料。
· 意义: 这意味着在实现同样甚至更高强度要求的前提下,镁合金零件可以做得非常轻。方向盘骨架需要承受转向力和碰撞时的冲击,镁合金提供了完美的安全与轻量结合。
3. 优异的减震性能
· 特性: 镁合金具有优异阻尼容量,其减震能力是铝的10-25倍,是钢的100倍以上。
· 意义: 能有效吸收和衰减来自路面的高频振动,减少通过方向盘传递到驾驶员手上的抖动,显著提升驾驶舒适性,减轻长途驾驶的疲劳感。
4. 良好的铸造性能
· 特性: 镁合金流动性好,凝固收缩率小,非常适合高压压铸工艺。
· 意义: 压铸工艺可以生产出形状复杂、薄壁、结构精巧的一体化骨架。可以将方向盘上的辐条、盘毂、安装座等复杂结构一次压铸成型,集成度高,减少了零件数量和装配工序,提高了生产效率和结构完整性。
5. 良好的机械加工性
· 特性: 镁合金切削力小,切削速度快,刀具磨损小。
· 意义: 压铸成型后的毛坯件易于进行后续的精加工(如铣削、钻孔),生产效率高。
主要特性
特性 描述 带来的好处
物理特性 密度低(1.74-1.85g/cm³),减震性好,导热性好。 轻量化,NVH性能优异(减震降噪),手感舒适。
机械特性 比强度高,比刚度好,耐冲击。 满足安全法规(如碰撞要求),结构坚固可靠。
工艺特性 压铸流动性好,可一体成型复杂结构。 设计自由度大,集成度高,生产效率高。
表面特性 金属质感强,但镁合金化学性质活泼,易氧化腐蚀。 外观高级,但必须进行严格的表面处理(如微弧氧化、电泳、喷涂等)来防腐。
与其他材料的对比
特性 镁合金 (Mg) 铝合金 (Al) 钢 (Steel) 塑料/聚合物
重量 极轻 (最优) 较轻 重 轻
强度/刚度 比强度/比刚度高 强度/刚度好 绝对强度最高 较低,需添加增强材料
减震性 极优 较差 差 良好
成本 较高(材料+制造+防腐)