导读：目前越来越多地行业使用镁合金进行高压压铸（HPDC）部件，特别是在汽车和运输行业，其中减重是一个非常重要的问题。随着新应用的发展和现有的应用变得更加复杂，需要改善镁合金HPDC合金的性能。本文回顾了HPDC镁合金在交通应用方面的最新发展。对产品性能进行评估和讨论，包括动力总成部件或薄壁结构部件的压铸性。结果表明，这些合金有很大的潜力被添加到目前的镁HPDC合金系列，并在实际的汽车和其他运输应用中使用。

使用镁合金生产的高压压铸件是汽车工业中使用最多的结构金属之一，用于实现轻量化目标。镁合金的密度比铝合金低33%，比钢低75%，其杨氏模量是聚合物复合材料的20倍左右。由于铁（Fe）在镁中的溶解度低，镁合金具有高流动性和对工具钢的最小亲和力。这些特性与它的低密度优势相结合，使它们非常适用于高压压铸（HPDC）工艺。

利用现代HPDC技术，镁合金可以生产出具有大型、薄壁和复杂几何形状的近净形产品，表现出出色的结构和功能性能。镁质HPDC产品可以在多材料汽车应用中与螺纹成型紧固件连接，从而消除了钻孔/攻丝操作。这为装配工艺、整体成本效益和连接完整性提供了显著的优势，同时也为其他行业应用提供了良好的潜力。

汽车工业中用于高压压铸的传统工业合金是基于镁-铝系统的，最近的改进是近40年前开发的高纯度成分。AZ91D用于在中等温度下需要高强度的地方；AM50A/AM60B用于需要高延展性的地方；而AE44则用于高温应用。现代HPDC合金的纯度很高，严格控制铁、铜和镍等杂质。因此，它们在汽车和其他应用中具有优良的一般耐腐蚀性。

在此，子午线轻量化技术公司的J.P. Weiler团队总结并提供这些合金在汽车行业的潜在应用以及未来运输行业的应用。这些新的合金被分为具有更高的强度、更高的延展性、优越的高温性能、高的物理性能或上述性能组合的镁合金成分，使用传统的镁铝体系和较新的无铝成分。HPDC压铸能力将对这些合金的HPDC压铸性和性能特性进行评估和讨论。

相关研究成果以题“Recent developments in high-pressure die-cast magnesium alloys for automotive and future applications”发表在国际著名期刊Journal of Magnesium and Alloys上。

链接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.10.001

图1

T4热处理的AT72 HPDC试样的老化曲线。175℃和200℃下的老化曲线 (Copyright 2013 by The Minerals, 金属与材料协会版权所有，经许可使用）。

图2

T4热处理（420℃/10小时）ATS和AT72 HPDC的老化曲线 试样在200℃下的老化曲线(Copyright 2016 by The Minerals, Metals & 材料协会版权所有，经许可使用）。

图3

镁铝锌锰合金中使用的HPDC汽车部件铸件开发。

图4

Mg-Al-Mn-Zn合金家族与AM合金的平均弯曲角。

图5

不同Mn含量的AE44合金在175℃和90MPa下的蠕变性能（版权2021年由Elsevier所有，经许可使用）。

图6

HPDC MRI 260D抗拉钢筋的坑尾测试结果（铸造时）。

综上所述，新开发的HPDC镁合金的目标是更高的强度、更高的延展性、卓越的高温性能、更高的导热性或两者的结合。只有少数新的合金被评估为具有HPDC压铸能力。这在评估用于汽车或其他领域的新合金时是一个非常重要的工业因素。一些新的HPDC合金正在开发，有一些是基于传统的Mg-Al-RE系统，以改善环境温度性能和高温性能。其他的则是基于添加新的合金元素，在用于HPDC镁合金的合金元素中，稀土元素得到了广泛的应用。因此一些基于Mg-RE系统的新型HPDC合金被开发出来，目的是为了获得更好的高温抗蠕变性。HPDC合金发展的一个新趋势是为了获得3C和EV/HEV应用的高热导率。预计在不久的将来，将在这方面开展更多的工作。