近日，国家镁合金材料工程技术研究中心发布消息称，在重庆大学潘复生院士指导下，重庆大学国家镁中心和高端装备铸造技术全国重点实验室、重庆美利信科技股份有限公司（以下简称“美利信”）、重庆博奥镁铝金属制造有限公司等单位联合开发，在美利信科技8800吨压铸系统上，成功试制出镁合金超大汽车压铸结构件。

据介绍，此次全球最大镁合金超大汽车压铸件在重庆试制成功，将进一步推动镁合金在大型复杂结构领域的大规模应用，加速汽车轻量化进程。

镁合金应用取得多项新进展

记者了解到，本次试制包含一体化车身铸件和电池箱盖两类超大型新能源汽车结构件，两个产品的投影面积均大于2.2m²，是目前世界上最大的镁合金汽车压铸结构件，两个铸件相比原来铝合金铸件减重32％。

美利信相关负责人在接受《中国汽车报》记者采访时表示，镁合金作为最轻的金属结构材料，在航空航天、汽车、高铁、通信等领域有着巨大的应用潜力，是最具发展前景的金属结构材料之一。有鉴于此，美利信高度重视镁合金等轻量化材料的开发及产业化推广应用，于2021年配备当时全球最大的8800吨压铸机。潘复生院士团队则在高性能镁合金、高性能结构件等领域取得了重要进展。此次市场应用与科研成果的“一拍即合”，为超大型镁合金结构件的规模化生产奠定了基础。

美利信相关负责人介绍称，此次全球最大镁合金超大汽车压铸件的试制，攻克了多项技术难题，在高流动性高性能压铸镁合金设计、大体积镁合金熔体纯净化、镁合金结构件结构设计与压铸工艺优化、压铸缺陷预测与控制等多项关键技术上实现了突破。

另据了解，镁合金在商用车上的应用也取得了显著进展。今年4月，由西安交通大学联合陕汽集团等多家单位研发的全国首辆镁合金轻量化挂车正式交付。该车单车镁合金用量超过800kg，最大单体镁合金制件尺寸达13米，相比原钢制方案综合减重近1吨，将显著提升公路货运的经济效能。

值得一提的是，不同于单一零部件的替代，该款挂车是首次将镁合金轻量化理念贯通于重载卡车设计研发、工程制造及后效验证全过程，攻克了高品质车用镁合金在细匀净密铸锭、精密塑性成形、稳健连接装配、可控高效防护等领域的关键技术，形成了镁合金轻量化挂车系统研发技术方案。

轻量化使镁合金受到重视

无论镁合金超大汽车压铸件的试制，还是首辆镁合金轻量化挂车的交付，都明确提到“轻量化”这一目标。哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院副教授张景怀告诉记者，在“双碳”目标指引下，节能减排是当前交通领域的重要任务之一，轻量化能够提高汽车动力性、减少能耗、降低排气污染。另外，从汽车的整体设计上看，轻量化也不可或缺。相关研究结果显示，乘用车的重量每降低10％，油耗相应可降低7.5％～9％；电动汽车的重量每减轻10％，续驶里程可提升5.5％。可见，无论燃油车还是新能源汽车，轻量化都意义重大。

“在金属材料中，镁的密度较低，约是1.74g/cm³，铝的密度是2.7g/cm³，钢铁的密度接近8g/cm³。因此，镁合金在轻量化上具有很大潜力。”张景怀表示，镁合金是目前工程应用中最轻的结构金属，在汽车轻量化应用方面有较大的发挥空间。据悉，同规格产品下，镁合金替代铝合金后，可减重25％～35％。除密度较低外，镁合金在强度、抗震、散热、使用寿命等性能上也颇具优势。

同时，镁合金较易压铸成型，适合大批量压铸。在特斯拉的带动下，近年来一体化压铸技术席卷汽车业，蔚来、小鹏、长安、大众等多家汽车制造商都就此展开布局。不久前，丰田汽车也表示，2026年上市的电动汽车将采用一体化压铸技术，以提高未来整车性能并降低成本。

目前，一体化压铸领域多以铝合金材料为主，而压铸性更好的镁合金无疑潜力巨大。资料显示，镁合金压铸件可比铝合金更薄，镁合金允许的最小铸件壁厚度可低至0.6毫米，而铝合金需达到1.2～1.5毫米才能有同等效果。此外，受益于较低的热容量，镁合金更适合大批量压铸生产，生产效率能比铝合金高40％～50％。潘复生此前在接受媒体采访时曾表示，镁合金压铸件成本与铝合金接近，未来有可能比铝合金低。

从供应链安全角度出发，镁合金的应用也将是必然趋势。西南证券的研报指出，我国在全球镁资源市场上占据主导地位，是世界镁资源的重要来源地，占比达到70％以上。2022年，我国的镁产量约90万吨，占全球产量的91％。同时，我国也是镁材料和制品的研发与生产大国，镁及镁合金产品已连续10余年占全球比重的80％以上。

据了解，镁合金已应用于汽车仪表盘支架、座椅支架、显示屏支架、车门骨架、变速箱壳体、电池箱等领域，开发出几十种汽车镁合金零部件。预计2025年，我国单车镁合金用量可增至10kg，增长潜力巨大。

镁合金汽车部件应用有望提速

尽管应用前景可观，但不可否认的是，目前我国单车镁合金用量还远未达到行业规划目标。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，我国单车镁合金用量在2020年、2025年、2030年应分别达到15kg、25kg、45kg，但2022年我国单车镁合金实际平均用量仅为2020年规划的三分之一。同时，我国单车镁合金用量也明显低于欧美等市场。相关资料显示，2022年北美市场单车镁合金平均用量达15kg，而国内单车镁合金平均用量仅3～5kg。

“镁合金并不属于新材料，在上世纪三四十年代就已启动研究，但因为当时技术无法弥补性能上的缺陷就放弃了。近二三十年，行业开始对镁合金展开新一轮的研究应用，攻克了很多技术难题，但目前市场用量仍远低于铝合金。”张景怀坦言。对此，美利信相关负责人认为，目前市场对镁的性能和特性还认识不足，使得镁合金迟迟未能实现大规模应用。此外，镁合金压铸件关键部位的缺陷控制、新型压铸件材料与结构的匹配性等领域还需开展进一步的技术攻关。

另外，成本较高也是制约镁合金大规模应用的一大难题。据美利信相关负责人介绍，过去镁的价格较不稳定，给市场带来一定波动。据悉，当镁合金价格与铝合金价格比小于1.3，镁合金才能替代铝合金得到大量应用。此前，镁合金的价格高于铝合金且波动较大，不利于规模应用。不过，根据华泰证券的研报，镁合金作为最理想的轻量化金属，现已步入高性价比区间，且中短期内镁合金价格走高可能性较小。目前，动力总成壳体实现了从“0”到“1”的产业化突破，镁合金压铸技术水平和应用规模更上一层楼，有望开启从“1”到“N”的放量模式。镁合金汽车部件的应用将驶入快车道，预计2025年国内镁合金汽车部件市场规模达20万吨。