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镁业要闻

小米汽车发明申请专利：一种压铸镁合金及其制备方法和汽车结构件

发布时间：2025-07-28 作者：综合管理部

近日，国家知识产权局公布信息，小米汽车科技有限公司申请一项名为“一种压铸镁合金及其制备方法和汽车结构件”的发明专利，申请公布号：CN120174246A。

专利摘要显示：本公开涉及一种压铸镁合金及其制备方法和汽车结构件。该压铸镁合金包括4.2~7.0重量%的Al，0.15~0.5重量%的Mn，0.20~2.50重量%的RE，0.01~1.5重量%的Y，0.03~0.80重量%的Ca，0.01重量%以下的Fe+Ni+Cu，0.20重量%以下的Zn，0.05重量%以下的杂质和余量的Mg；其中RE+Y≥0.5重量%，RE包括La和Ce中的一种或两种。本公开的压铸镁合金具有相对低稀土添加量，并且在保证合金良好的力学性能和铸造性能的前提下，压铸件在不做热处理条件下就具有优异的折弯性能，更好地适用于碰撞受压工况的车身结构件。

小米汽车在申请说明中阐述：

在随着新能源汽车的快速发展，汽车公司对于续航里程要求愈发重视，轻量化要求越来越高。镁合金作为工程应用中最轻的金属结构材料，加之我国镁资源丰富，可实现完全的材料自主。近年来随着镁合金价格持续下降，使用镁合金已具有一定成本优势，推动镁合金在汽车应用成为当下研究热点。

镁合金由于其独特的密排六方结构，滑移系少，室温下加工变形困难，铸造是最简单可行的成型方式。传统压铸镁合金在汽车的应用主要限于对合金性能要求一般的内饰零件如仪表板支架、座椅骨架等，或对导热性能有要求的电器壳体等。而对于车身结构件，目前尚未有真正应用，随着汽车轻量化要求越来越高，推动镁合金在汽车车身结构甚至是一体式大型压铸零件的使用需求越来越迫切。

作为车身结构件尤其是一体式大型压铸结构件用压铸镁合金，除了需要具备较低的成本、优异的铸造性能（流动性、抗热裂敏感性等）和良好的综合力学性能外，还需具有优异的抗折弯性能，以匹配结构件碰撞时受压弯曲变形工况，实现更好的冲击吸能。传统镁合金如AZ、AM、AS系列等，分别因为合金延伸率、合金强度或合金铸造性差，不满足要求。通过添加稀土进行合金化成为主流解决方案。相关镁合金技术包括：一种塑性高的Mg‑Al‑RE‑Mn‑Ca压铸稀土镁合金及其制备方法，实现合金抗拉强度240-270MPa，屈服强度为160-180MPa，延伸率为9-12%，但是合金中稀土元素添加过多（≥6重量%），不仅合金成本增加，也会造成合金熔炼困难，同时因为稀土元素过多导致合金偏析严重，零件性能一致性差，不适用于大零件的生产；一种Mg‑Al‑RE合金，抗拉强度约230MPa，屈服强度为161MPa，延伸率为5.8%，不满足车身结构件对连接性能的需求；一种高强韧压铸镁合金及其制备方法，合金经人工热处理（T6）后具有优异的力学性能，但人工热处理势必会增加零件的变形，无法应用于大尺寸压铸零件，同时合金中的Al含量较低，无法满足大尺寸零件的压铸成型。特别地，现有专利均未提及合金抗折弯性能，主观地将合金拉伸延伸率与合金韧性做等同，实际二者应力状态不一致，抗折弯性能更能反映零件实际碰撞工况，但却未引起重视。

本公开的目的是提供一种压铸镁合金及其制备方法和汽车结构件，可以具有相对低稀土添加量，并且压铸件在不做热处理条件下就具有优异的折弯性能，更好地适用于碰撞受压工况的车身结构件。

为了解决上述技术问题，本公开第一方面提供一种压铸镁合金，该压铸镁合金包括4 .2-7 .0重量%的Al，0.15-0.5重量%的Mn，0.20-2.50重量%的RE，0.01-1 .5重量%的Y，0.03-0 .80和余量的Mg；其中RE+Y≥0.5重量%，RE包括La和Ce中的一种或两种。

通过上述技术方案，本公开提供了一种压铸镁合金，本公开的压铸镁合金在严控Fe、Cu、Ni、Zn等含量的同时，一方面，通过引入Ca元素，细化α‑Mg尺寸；另一方面，引入低含量的稀土元素RE和Y，在降低合金使用成本、避免偏析和保证优异铸造性能的同时，又很好地利用了两种元素协同优化作用，最终获得较为理想的微观组织，实现优异的综合性能；本公开提供的压铸镁合金铸造性能优异，经长度超3 .5m的S形流动模铸造后不仅零件充型完整且表面质量优异，同时合金具有优异的合金折弯性能：极好地匹配了结构件在碰撞受力时的挤压工况，更好地满足实际需求，保证了碰撞安全性能，尤其适合于中大型车身结构零件使用。

本公开第二方面提供一种制备压铸镁合金的方法，包括以下步骤：

S1、将镁合金原料进行熔炼处理，得到镁合金熔体；其中所述合金原料包括：4 .2-7 .0重量%的Al，0 .15-0 .5重量%的Mn，0 .20-2 .50重量%的RE，0 .01-1 .5重量%的Y，0 .03-0 .80重量%的Ca，0 .01重量%以下的Fe+Ni+Cu，0 .20重量%以下的Zn，0 .05重量%以下的杂质和余量的Mg；其中RE+Y≥0.5重量%，RE包括La和Ce中的一种或两种；

S2、向所述镁合金熔体中加入精炼剂进行精炼处理；加入覆盖剂后进行静置降温处理，得到铸锭材料；

S3、将所述铸锭材料置于压铸熔化炉中进行熔化处理和压铸成型处理。

通过上述技术方案，本公开提供了一种制备压铸镁合金的方法，工艺简单；在保证良好的铸造性能（流动性、抗热裂敏感性等）的前提下，无需热处理就可以具有优异的折弯性能，适用于大尺寸压铸零件压铸成型、高折弯性能压铸镁合金的制备。

本公开第三方面提供根据本公开第二方面所述的方法制备得到的压铸镁合金。

本公开第四方面提供一种汽车结构件，包括本公开第一方面或第三方面所述的压铸镁合金。

一种具体实施方式中，所述汽车结构件包括但不限于前、后门左右防撞杆(梁)、前、后保险杠、A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、中通道、车顶加强梁、一体式后地板、一体式前舱等安全结构件；也可以应用于新能源汽车的电池包制作。

（来源：国家知识产权局 尚镁网摘要编发）


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