目前，在我國，汽車行業是推動鎂合金行業需求增長的主要驅動力。根據節能與新能源汽車技術路線戰略咨詢委員會2016年發布的輕量化目標，到2020年、2025年和2030年，相較于2015年，汽車的重量分別要減輕10%、20%和35%。為實現這一目標，汽車制造商需要增加鋁合金、鎂合金和碳纖維材料的使用量，并降低碳纖維材料的成本。其中，關于鎂合金材料的目標是到2020年、2025年和2030年，單車使用鎂合金達到15公斤、25公斤和45公斤。

        鎂合金在零部件開發中具有密度小、良好的減震性和剛性等優點，因此在汽車領域的應用主要集中在轉向盤、前端結構件、儀表盤支架、前后座椅背骨架、轉向柱支架、變速器殼體和發動機支架等方面。鎂合金的應用在汽車制造中能夠顯著減輕重量，因此國內許多汽車制造企業都表達出了大量采用鎂合金的意愿。例如，蔚來ES8采用鎂合金制作儀表盤支架和前端模塊框架，比傳統鋼結構減重超過50%，單車使用鎂合金超過7公斤；而2020年特斯拉Model Y的座椅骨架（靠背+座框）全部采用鎂合金制造。

        近日，在中國西部科技創新港，一輛國內首臺鎂合金輕量化掛車正式交付使用。這輛掛車可謂“鎂”中之“王”，它是由西安交通大學陜西省鎂基新材料工程研究中心和陜汽集團德創未來汽車科技有限公司所組成的“科學家+工程師”團隊共同研發的成果，成功實現了我國掛車的輕量化。該掛車采用了超過800公斤的鎂合金，單車的鎂合金用量占比超過10%，而最大單體鎂合金制件的尺寸達到了13米。相比原本采用鋼制方案，綜合減重近1噸。這種鎂合金輕量化掛車能夠顯著提高公路貨運的經濟效益，因此成功應用該技術有望為輕量化專用車市場培育出千億級的規模。

輕量化理念貫穿重卡研發全過程

        2022年8月，西安交通大學與榆林市府谷縣簽署了合作協議，共同建設陜西省鎂基新材料工程研究中心。今年初，陜西省科學技術廳發布了《關于公布2023年度秦創原“科學家+工程師”隊伍入選名單的通知》，"面向零碳物流運輸的鎂合金輕量化掛車開發"聯合研發團隊成功入選秦創原"科學家+工程師"隊伍建設項目。

        該研究團隊秉持陜西省"科學家+工程師"聯合創新項目運營機制，在學校金屬材料強度國家重點實驗室的支持下，結合陜西省鎂產業發展優勢，整合并借鑒了鎂產業全鏈條相關的優勢資源，組建了完整的鎂合金輕量化掛車創新聯合體。他們首次將鎂合金輕量化理念貫穿于重載卡車的設計研發、工程制造和后期驗證的整個過程，攻克了高品質車用鎂合金在細密均勻的鑄錠、精密塑性成形、穩固連接裝配、可控高效防護等關鍵技術問題，形成了鎂合金輕量化掛車系統的研發技術方案。通過六個省份和十五家單位的緊密協作，經過500多天的努力，最終成功研制出了這輛最"鎂"掛車。

車輛減重助力經濟、減碳雙豐收

        根據西安交通大學材料學院院長單智偉的說法，他們的制作理念是讓卡車的自重減輕，以提高燃油經濟性和降低排放。根據實驗結果，一輛轎車的車身質量每減少10%，其燃油經濟性可提高3%至4%，同時汽車的排放也會相應降低。同樣地，減輕卡車自重1噸可以使卡車多拉1噸貨物，不僅在同等油耗條件下提高運送效率，而且空車返程時也能實現省油減碳目標。

        單智偉表示，該車未來還有很多優化空間，除了繼續減輕車輛自重外，他們還希望通過技術革新進一步降低成本。通過計算，假設每年有約180輛車從榆林到天津港往返，卡車重量減少1噸相當于每次可以多拉1噸煤炭，這將帶來約7.5萬元的年凈利潤。在相應的條件下，減碳效果更加明顯，這對于實現國家的“雙碳”目標非常有幫助，也形象地展示了車輛鎂合金輕量化的意義。通過不斷進一步提高經濟實用性和社會接受度，該車型可以更好地實現減碳效果。

        榆林市人大常委會主任王國忠指出，鎂合金具有重量輕、強度高等優勢，并且在交通運輸、電子工業、醫療等領域中得到廣泛應用。鎂合金的密度只有鋼鐵的五分之一左右，而強度是鋼鐵的3倍，這使得鎂合金在車輛輕量化方面具有巨大的潛力。陜西擁有眾多車企和完善的產業鏈，為鎂合金車輛輕量化的研發和發展提供了獨特的優勢。

        目前，榆林的鎂產業主要集中在上游，而在鎂合金和鎂電池等領域仍處于起步階段。王國忠表示下一步的發展目標是將鎂的應用領域從原鎂生產逐漸擴大，努力向產業鏈的下游延伸，補全產業鏈，實現全產業鏈的發展。這將使陜西成為真正的鎂的應用大省和用鎂產業強省。

        這輛鎂合金輕量化掛車的誕生實現了從鎂科學認知到鎂工程實踐的完整跨越，其輕量化重載卡車的創新研發模式、制造技術方案和驗證效果對基于高品質鎂合金應用的汽車輕量化具有引領示范作用，同時也將進一步完善陜西的鎂產業鏈。
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