江淮汽车高级工程师尚红标先生在“2026 镁合金压铸产业论坛（深圳）”上作报告

在汽车产业电动化、碳中和转型浪潮下，轻量化已经成为降低燃油车油耗、提升电动汽车续航里程、优化整车性能的重要技术路线。镁合金凭借低密度、良好减振性能、优异电磁屏蔽能力，是汽车轻量化极具发展潜力的轻质金属材料。

江淮汽车高级工程师尚红标先生在“2026 镁合金压铸产业论坛（深圳）”所作《车用镁合金压铸零部件的应用》报告，梳理了车用镁合金百余年发展历程，剖析应用现状与现存技术瓶颈，对产业化前景做出研判。

镁合金应用场景广泛，覆盖航空航天、低空飞行器、轨道交通、汽车、两轮车、人形机器人、3C 电子、医疗器械等领域。汽车是镁合金最主要下游，国内车用镁合金用量占镁合金总用量一半以上。车用镁合金相关研究与应用探索已逾百年，但长期受耐蚀性不足、高温蠕变性能差、塑性加工窗口窄、异质连接难度大、成本波动、供应链稳定性不足等问题制约，单车镁合金用量长期低于早期行业预期，未能实现如铝合金一般的大范围普及。

镁合金应用领域

随着高纯镁合金、稀土耐热镁合金、Ca 系低成本合金等材料技术迭代，叠加半固态成型、超大一体化压铸、微弧氧化复合涂层、摩擦固相连接等工艺持续进步，再加上新能源汽车座舱骨架、电池壳体、电机壳体等新场景的需求拉动，车用镁合金产业迎来新一轮产业化加速阶段。

跨越百年：车用镁合金的四个发展阶段

车用镁合金产业发展可划分为四个阶段，行业在实践中不断认知材料特性，适配汽车实际工况。

早期应用阶段（1920s1960s）：赛车与风冷发动机零件探索

汽车镁合金最早可追溯至 20 世纪 10 年代的赛车发动机活塞。1925 年德国实现镁合金压铸活塞工业化；20 世纪 30 年代，大众甲壳虫批量搭载镁合金发动机缸体、变速箱壳体，单车镁用量接近 20 kg，标志镁合金正式进入量产乘用车供应链。

镁合金最早于20 世纪 10 年代应用在赛车发动机活塞

镁合金压铸活塞

该阶段主要采用 MgAl 系基础合金，没有高纯化控制，Fe、Ni、Cu 杂质含量高，耐蚀性较差；产品多用于风冷发动机壳体、活塞、变速箱外壳等非严苛腐蚀环境下的压铸件；成型以普通冷室压铸为主，缺少系统的表面防护体系。受二战后能源价格、镁冶炼成本、腐蚀失效多重因素叠加影响，应用场景受限，未能实现规模持续扩张。

规模化尝试阶段（1970s1990s）：北美主机厂推动压铸零件普及

20 世纪 70 年代迎来车用镁合金历史应用峰值。北美、欧洲车企大规模将 AZ91D 压铸镁合金应用在动力总成壳体、方向盘骨架、仪表板支架、座椅骨架等零部件；方向盘骨架是该阶段最成功、延续至今的经典零件。AZ91D 凭借优良铸造流动性与综合力学性能，成为汽车压铸镁合金的基准牌号。

镁合金仪表板支架

镁合金方向盘骨架

同期行业开发 AM 系列、AS 系列镁合金，试图改善高温蠕变问题，适配变速箱、发动机高温工况。但 MgAl 系合金在120 ℃以上长期服役时，βMg₁₇Al₁₂相易发生晶界软化，蠕变失效突出，难以长期用于动力系统高温承载件。这一时期学术界明确镁合金两大核心短板：电偶腐蚀敏感性、高温蠕变性能不足。

镁合金电偶腐蚀情况

本阶段得到关键结论：镁合金适合形状复杂、减振要求高、载荷适中的非高温压铸件，但原生 AZ 系合金无法满足动力总成高温长期服役需求。

技术瓶颈与产业收缩阶段（2000s2015）：预期落空与理性回调

21 世纪初期，国际镁协会、欧美车企提出 “单车镁用量 50 kg” 的预期，该目标并未实现，主要约束来自四方面：

1）腐蚀失效：镁标准电极电位极低，与钢、铝、铜等异质材料接触极易发生电偶腐蚀；常规磷化、钝化防护寿命无法满足整车 1015 年服役周期；

2）耐热短板：AZ、AM 系列耐热性能不足，变速箱、发动机壳体的应用反复受限；

3）成本：原生镁锭价格波动大，压铸良率偏低，表面处理、检测成本高于铝合金；

4）连接难题：镁和钢、铝异种材料焊接易生成脆性金属间化合物；螺纹紧固、铆接容易产生应力集中，同时存在电偶腐蚀风险。

该阶段研发重心转向耐热镁合金开发，MgRE 稀土系（WE43、WE54）、MgSi、MgCa 系合金相继被提出。WE 系列合金在200 ℃附近具备优良耐热与强韧性，但稀土元素成本高，难以在民用汽车大规模推广。国内重庆大学、上海交大、北京科技大学等科研团队围绕合金化、高纯净化、腐蚀机理开展系统研究，积累大量基础成果，但产业化落地缓慢。

此阶段镁合金汽车件仅维持小批量应用，产品集中于方向盘骨架、部分仪表支架、车灯壳体，单车用量普遍仅数千克。

新能源驱动新一轮产业化窗口期（2016 至今）：座舱一体化与三电场景拓展

新能源汽车不再依赖传统内燃机高温动力总成，座舱、电池包、电机壳体、逆变器壳体、底盘附件等新场景，对材料的需求从 “高温蠕变” 转向 “轻量化、减振、电磁屏蔽、结构一体化”，与镁合金的材料优势高度匹配。

1）座舱大尺寸一体化压铸件：中控骨架、仪表板集成支架、座椅大框架，采用半固态压铸、真空压铸、大型一体化压铸工艺，减重可达 15%20%；国内多家新能源车企开展量产试点，单车镁用量提升至 1525 kg 级别；

2）三电壳体探索：电机壳、电池上盖、储能壳体，发挥镁合金电磁屏蔽、导热、减振的材料特性；

3）合金路线优化：无稀土 Ca 系合金、高纯 AZ 合金、低稀土 WE 改良合金、MgLi 超轻合金并行开展研究；

4）工艺升级：半固态注射成型、流变压铸、挤压铸造、锻轧变形镁合金板材 / 型材逐步进入样件验证阶段；微弧氧化 (MAO/PEO)+ 有机封闭复合涂层、自修复涂层体系大幅提升盐雾寿命；摩擦搅拌焊、自冲铆接、绝缘隔离连接方案缓解电偶腐蚀矛盾；

5）政策引导：我国依托全球原镁产能优势，建成覆盖原镁冶炼、合金熔铸、压铸、表面处理、零部件制造的完整产业链；《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》将镁合金轻量化列为重要发展方向；

6）成本改善：镁合金成本企稳，稳定低于铝合金。

车用镁合金压铸件应用需求与现实边界

整车端对镁合金压铸件形成七大维度需求：性能指标新需求、产品结构与集成化需求、材料体系新需求、工艺制造新需求、安全与合规需求、成本与供应链需求、应用场景拓展需求。

整车端对镁合金压铸件形成七大维度需求

性能层面要求高韧性抗碰撞、耐温抗蠕变、长盐雾耐腐蚀、阻尼降噪、电磁屏蔽；产品上由小件向大型一体化压铸演进；材料端需要改良压铸镁合金牌号；制造端追求高致密度、低气孔缩陷、尺寸精度可控；同时满足碰撞安全、高压绝缘、VOC、阻燃、低碳可回收；供应链要稳定铝镁比价，实现主机厂国产化配套；应用场景由内饰件向底盘、三电主承力件验证迭代，推动单车用镁量向 2045 kg 进阶。

零部件落地现状：车门内板、车顶框架、行李箱盖、减震塔、前端框架、副车架、方向盘骨架、电机壳、转向轴 CCB、轮毂、座椅骨架、机舱支架、散热器等已经装车应用，减重区间 15%50%。

镁合金在汽车的应用部位

大型一体化车身件、电池包壳体、电驱壳体、底盘承载类镁合金压铸件尚处于开发验证阶段，暂未规模化应用。这类高压主承力大件，对耐蠕变、耐腐蚀、气密防渗、碰撞安全要求严苛，仍需要持续开展整车试验与主机厂认证。

整车试验与主机厂认证

当前增量集中在仪表板横梁、方向盘骨架、座椅骨架、电驱壳体等内饰及三电壳体件；潜在应用对象为一体化后车体、减震塔、前端模块、电池包壳体等车身大型承力结构件，行业正从内饰非承载件向车身主承载一体化大件开展拓展验证。

内饰件具备替代铝合金的潜力

镁合金并不能无差别替代铝合金。镁合金冲压钣金用于替代铝合金覆盖件虽有轻量化优势，但室温塑性差、冲压窗口窄、回弹大，防腐与表面涂装管控难度高，仅适合小曲率、浅拉延内饰覆盖件；外车身 A 级面覆盖件产业化难度极高，暂不具备替代条件。

- 探索应用区域：浅拉延覆盖件、门内板装饰盖板、机舱非外观护板（造型平缓、无深拉延、非 A 级外观面）；

- 低可行性区域：车门外板、翼子板、引擎盖等外车身 A 级面覆盖件（复杂曲面、深拉延，对外观、抗凹、耐久指标要求严苛）。

不同部件对镁合金性能有明确差异化要求：

- 车身结构件高强高韧：兼顾抗拉强度、延伸率，同时满足大型薄壁充型能力；

- 三电 / 动力部件抗高温蠕变：电驱壳体、电池托盘长期处于120180 ℃工况，需要提升高温抗蠕变能力，避免长期载荷作用下发生尺寸蠕变变形；

- 可靠性高耐蚀：从基体源头降低腐蚀速率，降低电偶腐蚀敏感性，减少后端表面处理成本；

- 低成本：稀土可以提升性能但推高成本，需要依靠廉价合金元素实现性能提升，匹配主机厂大规模量产的成本诉求。

防腐分为四大核心诉求：本体防腐（提升基体本身耐蚀）；表面涂层（车身盐雾目标＞1000 h，满足底盘、三电户外车规要求，提升涂层韧性降低破损腐蚀风险）；解决镁与钢铝连接带来的电偶腐蚀；实现防腐工艺降本。

产线适配是产业化关键堵点：镁合金化学活性高，与钢铝白车身共线电泳时，易被前处理药液腐蚀，产生起泡、针孔缺陷，镁离子会污染槽液；异材接触进一步触发电偶腐蚀，制约共线生产。

报告专家给出行业对策：采用弱腐蚀无铬转化膜，做好异材绝缘隔离，优化电泳工艺参数，完成腐蚀可靠性验证，实现镁构件随白车身共线电泳。

除此以外，产线适配还面临多重堵点：结构匹配、异材连接防腐、焊接工艺兼容、机加工安全防护、气密性检测、工装夹具适配、返修与在线质控体系改造，改造需要兼顾原有产线节拍、改造成本以及整车可靠性。

镁合金连接工艺的验证

异种材料连接工艺特点：铆接适配性强、工艺成熟；搅拌摩擦焊接头质量优异，但设备成本高；粘接可以阻隔电偶腐蚀，但性能易受温湿度影响；螺栓连接拆装便捷，但必须做好绝缘隔离。螺栓连接、拉铆、压铆、SPR、FDS、弧焊、搅拌摩擦焊、螺纹套等连接方式，均需要通过紧固件材质选型、无铬锌铝涂层、绝缘垫片、搭接面涂胶等手段抑制电偶腐蚀。

各类防腐工艺特点：化学转化膜成本较低、膜层薄，适合涂装打底；阳极氧化 / 微弧氧化膜层硬度高、耐蚀耐磨，但微弧氧化成本偏高；电镀 / 化学镀导电性好，但存在电偶腐蚀风险；电泳、粉末喷涂等有机涂层防护能力强。

防腐蚀工艺的验证

行业发展趋势：淘汰含铬工艺，优先采用无铬转化 + 电泳复合体系；高可靠结构件选用微弧氧化；同步推进自修复涂层开发、基体材料耐蚀优化，平衡车规耐蚀、环保以及大型一体化压铸件量产成本。

小结与行业展望

车用镁合金压铸件已经在内饰骨架、三电壳体领域形成增量应用；车身大型一体化结构件还在持续验证；未来依托材料、表面防护工艺升级，镁合金零部件应用将由非承载件逐步向承载件拓展。镁合金钣金冲压件受成型工艺限制，短期难以实现替代。

依据中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》，“十五五” 末期（2030 年）牵引性指标：乘用车单车镁合金目标 45 kg。

要达成该目标，需要全产业链协同攻关，解决合金材料开发、表面防护、异种材料连接、产线适配、成本控制等一系列难题，释放镁合金在汽车轻量化领域潜力，支撑汽车行业节能减排、碳中和发展。