引言：镁及镁合金当前有近100万吨的产量，虽明显不及铝合金产量，但镁合金在轻量化、医疗以及矿物冶炼等方面开展了大范围的应用。本文简要论述镁及镁合金在自行车、电动两轮车、婴儿车、轮椅、平衡车、踏板车上的应用（未包括摩托车）。镁合金在自行车、电动两轮车等车体零部件上的应用主要是为了实现减重、抗冲击减震等指标，提升日用品的使用体验。镁合金潜移默化地在日用品中获得推广应用，逐渐在行业中占据重要地位。
“文章内容来源于镁合金文献和大量的镁合金推广应用报道。本公众号仅做汇总和阐述。在此感谢各位前辈在镁及镁合金行业的开拓和付出”。所述并不详尽（尤其缺乏国外相关单位信息），欢迎留言沟通，促成镁合金更广泛的研究和应用。
镁合金的特点和优势（重复是为了强调）
镁合金的密度为1.74 g/cm³，近似于碳纤维的密度。相比于铝合金的2.8g/cm³ 和钢的7.9 g/cm³。镁合金的密度明显较小，在同种结构替换下，镁合金零部件的重量是铝零部件的2/3，是钢零部件的1/4，能极大的减轻零部件的重量。
镁合金是最轻的工程金属结构材料，另一种常见的轻量化材料是钛合金，其密度为4.5 g/cm³。相较于镁合金，钛合金的比重约为镁合金的2.5倍左右，这意味同样外形的部件，钛合金比镁合金重2.5倍左右。（当然，以上仅为理论对比，结合强度等其他性能，镁合金零部件需要根据工况结构优化）。
此外，镁合金还具有优异的抗震性能、良好的散热性能以及生物相容性，因此，广泛的应用于汽车、电子、航空、军工和医疗等领域。
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镁、铝、钢的性能对比
镁合金在自行车上的应用
中国是世界最大的自行车生产和消费国。2021年报道的自行车+电动车产量约9900辆，其中自行车有5500万辆左右。目前自行车电动车车架材料主要为钢材、铝合金、碳纤维材料，其他还有镁合金、钛合金等。镁合金具有质量轻、刚度大、加速性及稳定性好，而且还可以吸收冲击振动，骑行轻快舒适，不易疲劳的特点。镁合金相比于钢铝金属，具有更佳的减震性，相比塑料件具有更好的承受力，突出的抗疲劳特性和良好的动力学性能。目前已经尝试或正在生产的镁合金自行车零部件有车轮、车把、脚踏板、制动器、框架等十几个零部件。如果仅考虑车架及两个轮圈采用镁合金替代铝合金，重量便可从原先的3kg减至2kg左右。使用镁合金生产的自行车整车重量可在8kg以下。提前插播一下思路：（成年人骑行、儿童和青少年）车架——轮毂和前叉等其他部件自行车上使用镁质零件在过去几十年里经历了起起落落。最早的镁质自行车出现于上世纪80年代，Frank Kirk将镁应用于自行车框架，并骑行于环法自行车赛。Kirk公司在上世纪90年代初采用压铸法生产了镁合金自行车车架。当时，生产镁合金车架的主要难题是优质的焊接技术，焊缝疲劳强度及可靠性不高，虽后续技术和性能指标上有所改进，但在商业上未取得成功，此后10多年并未再次出现。进入21世纪，Pinarello、Merida、DT Swiss, Zinn Cycles、Paketa Cycles、美利达等自行车制造商也尝试将镁自行车车架和自行车部件推向市场。帕克塔（Pakerta）公司生产的38cm型镁合金自行车框架仅1190g。Pinarello 生产的Dogma AK61 镁合金框架自行车于2006年获得自行车环法大赛冠军。遗憾的是Pinarello 和Merida都因为操作焊接上的难度而放弃镁合金制的车架，改为采用价格更高的碳纤维。![]()
Pinarello Dogma AK61 with magnesium and carbon frame（2003赛道自行车赛）
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Zinn Magnesium Track Bike 赛道自行车![]()
Segal magnesium bike（2011年，车模1020g）
我国21世纪初研发镁合金在自行车上的应用。2001年，台湾美利达曾发布一款超镁909自行车车架，出于对镁合金加工难度、腐蚀性和耐用性的担忧，后逐渐转向铝合金和碳纤维车架。远东镁合金公司（远东集团与首钢集团2002年合作兴建）是内陆首家批量生产镁合金自行车的企业，从德国富莱公司引进了大型冷热室压铸机，压铸自行车的整体车架、接头及关键零部件，所生产的“运动美”自行车多次送到国家自行车检测中心进行检测，并顺利通过了认证，2021年远东镁合金破产清算。上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心（上海/杭州美格力轻合金有限公司）、大连理工大学、重庆大学等高校均曾研制过自行车用镁合金车架和车轮。美格力轻合金研制的轻便型山地自行车自身重量仅8Kg，最重的前后避震整体车架也仅1.5Kg，仅为技术储备，目前并未生产。天津和河南等地的部分厂商尝试用镁合金管材来焊接自行车车架。随着科研人员和生产厂商的不懈努力，镁合金焊接性能稳定、可靠性不断提高。到2010年左右，中国已基本形成了镁合金挤压型材、车架焊接、表面处理等系列自行车生产线，可批量生产各种类型的镁合金自行车车架。产品集中在折叠车、山地车、电动自行车，部分产品销往欧美、日本等国家和地区。尽管如此，但出于对镁合金耐疲劳、耐腐蚀和成本上的担忧，目前，镁合金车架的市场占有率仍然很低。镁合金在成年人自行车领域要大规模替代铝合金、钢和碳纤维车架，还有一些材料制备、生产加工和成本问题要改善。![]()
超镁909，美利达就是镁合金车架出名的，2001年 世界上第一家拥有量产镁合金自行车技术公司（金质奖和IMA国际镁合金协会年度产品奖）![]()
“运动美”自行车 破产清算标的 （2023年11），压铸生产，全球首辆镁合金折叠车镁可以用来设计比铝更轻的自行车车架，同时保持高抗拉强度和阻尼能力。所有这一切都将带来更平稳、更高效的驾驶体验。镁的价格也比碳纤维等流行的轻质材料低。可喜的是，目前仍有一批厂商在为镁合金在（成年人）自行车领域的应用/推广而不懈努力。美国VAAST自行车制造商仍押注于镁合金的成功。该品牌结合了镁生产商Allite的专有超级镁稀土合金技术，提供更轻，更平稳的驾驶。VAAST最近的市场产品包括A/1全公路或砾石自行车和E/1电动城市自行车。(Magnesium Bike Frames: A Challenge and Opportunity)。此外，天津、河南、浙江、广东等地的部分企业也在继续做一些镁合金自行车部件的研发和生产。VAAST A/1镁合金车架，材质AE81镁稀土合金，重1450g（L码）。镁合金车架的优势在于滤震性，堪比碳纤维，舒适性一流。车架采用等离子电解氧化(PEO)涂层处理，产生坚硬致密的表面，优化了防腐蚀、耐磨性、硬度、应变耐受性，并改善了内外的疲劳性能。上面提及的主要是成年人骑行的自行车用镁合金车架的情况。可喜的是，镁合金在自行车车架方向的更大范围应用在儿童和青少年自行车上，这与镁合金的加工工艺有关。当前，镁合金零部件主要有以下两种主流的加工方式：一种是镁合金一体压铸成型，可直接形成复杂的车架轮廓（这里，将镁合金半固态注射成型技术也归入此类：SegalBikes用该技术生产的镁合金零部件，提高了焊接和抗腐蚀能力）。与传统铝、铁管架车不同，自行车采用镁合金材料所打造的一体压铸成型车架，整车无焊点造型复杂车架外露且是镂空设计，整车颜值超高，且由于精密模具压铸成型，产品精度偏差比焊接车架高至少二十个等级，另外由于自动化装备的使用，生产效率和交货周期比传统车架平均生产周期提高了45天。制造业的核心是效率，未来随着镁合金车架大批量的规模化生产和辅助自动化，镁合金一体压铸化车架成本将比传统的铝合金、镁合金焊接车架降低20%。但由于当前压铸镁合金的结构强韧性不及钢和铝合金，在极端路况、暴力骑行等极端情况下会断裂，因此，成年人车用的少，往往用于儿童和青少年骑行用折叠车、山地车等。另一种是镁合金管材挤压成型，借助焊材之间的焊接，形成镁合金车架。对于成年人骑行用赛车、公路车、山地车等，常用镁合金挤压件生产。挤压管材能显著的提高构件的承载能力，但由于焊接过程需要配合高强镁合金材料和其良好的可焊接性，要保持焊接位置的连接强度，焊接难度相对较大。研究人员和厂商做了大量的研究工作来优化镁合金自行车管的焊接和挤压技术，目前已有报道该路线的某些技术解决方案。降低生产成本、建设大规模产线仍然是现在和未来面临的挑战。综上，镁合金铸造技术相对成熟，已经在儿童和青少年自行车车架上获得一定的推广和应用。镁合金在自行车车架上的应用按自行车的大小进行分类会更加清晰。幼儿学步车和儿童自行车已经大量的使用镁合金车架，可以起到车体轻量化的效果；在青少年自行车、山地车、折叠车方向，有少部分自行车企业也在尝试并推出了几款自行车；然而，在成年人可骑行的自行车方向，由于制作和性能等方面的原因，镁合金车架主要用在了赛车上，少量企业在尝试解决技术，并将其推广到日常使用的单车车架上。
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凤凰自行车XA200 24寸 大童（145-160身高）镁合金一体式车架。一体压铸加工工艺成熟，一体铸造后完全不需要焊接工艺，外观浑然一体。镁合金车架的滤振性能也比铝合金车架更胜一筹，带来出色的骑行感受。
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喜德盛、迪卡侬、永久、凤凰等品牌滑步车、童车 一体压铸镁合金车架，兼具轻便、坚韧、阻尼减震的优点
除自行车车架外，镁合金轮毂已经大量用于摩拜共享单车上，前叉、自行车脚蹬等也在部分自行车品牌上获得应用。生产的折叠镁合金自行车质量可降低至6kg左右。
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Mobike单车等市面上共享单车、部分运动版折叠车轮毂采用镁合金压铸一体车轮，这种轮毂比重轻、弹性好、外观时尚、价格适中、不易变形且易于维护。还采用低风阻设计，极大提高了快速骑行中的安全性，骑行起来更省力
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辐条式镁合金自行车轮，少量企业正在尝试使用镁合金挤压型材来制备高性能的镁合金自行车轮毂，目前重量能达到270g，比铝合金轻90g （猜测是挤压+弯曲+焊接+表处工序，但没看到焊点，所以也可能不是）![]()
镁合金车蹬、镁合金车架
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自行车 碗组架（图源：粤辉煌）、脚踏板
目前镁合金自行车产业链仍（可能）需攻克的技术和推广难题：（1）镁合金车架的制造成本目前高于铝合金车架。（2）强度方面，等横截面（体积）的传统镁合金材料做成的车架强度不及铝合金，要达到相同的强度，需要增加材料的厚度以及管径。同等体积的镁合金材料做成车架的耐久性能比铝合金型材车架差。因此，对高性能镁合金的开发是自行车行业的需求方向之一。（3）耐蚀性方面，镁合金本身是相对容易腐蚀的金属，因此在表面要做表面涂层来防止腐蚀的发生。但磕碰不可避免，因此，需加强镁合金自身耐蚀性、涂层耐蚀性、界面结合力等。（4）镁合金（与镁合金、其他材料的）连接方面：镁合金的焊接技术仍然需要不断进步、镁与其他金属接触的腐蚀问题等等。镁框架的轻，强度大和阻尼特性仍是值得考虑的优势，其焊接技术和抗腐蚀能力方面的技术正不断进步，制造技术的进步也使得制造商逐渐降低生产成本，进而镁合金在自行车领域有望获得一定程度的扩大应用。
镁合金在电动两轮车上的应用
电动两轮车产品的轻质化和轻便化对提高电动两轮车产品质量性能，降低“碳足迹”有着重要的意义。除电池包外，车架、轮毂、前叉等是电动两轮车的主要承重部分，也是整车重量集中的部分。要实现电动两轮车的减重，可选择更加轻质又具有极高综合力学性能的材料，镁合金就是其中最好的选择之一。
2021-2023年，电动两轮车的销量一直维持在4000多万辆。电动两轮车的社会保有量接近3.5亿辆（2020年数据）。电动两轮车普及率相当高，销量火热。
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目前，镁合金在电动两轮车领域的应用正在逐渐扩散。与自行车类似，电动两轮车中的车架、轮毂、前叉等部件也可采用镁合金来制备。但不同的是，电动两轮车中的镁合金部件大量采用压铸工艺来生产，这与电动两轮车（相比于自行车）明显复杂的结构设计有关。TA，2014年发布，由采用镁铝合金车架，总重量仅12Kg，满电后行走30-35KM。由Yun-Labs联合高校和实验室等共同设计研发。TA还搭载智能模块(GPS定位模块、GPRS通信模块、蓝牙4.0模块、高性能处理器)和车载OS1.0，让你的iPhone可以与TA相连接，通过软硬件的结合，可以实现导航、智能推荐路线、智能灯光、防盗、社交、分享等的功能。
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小牛电动车SQI，配备一体镁合金车架小牛SQI，2022年发布，它突破了传统电动自行车的固有钢管车架结构，改用了一体压铸成型的镁合金机能车架，整车无焊点全螺接，车架外露且是镂空设计。这有利于在新国标55公斤限重的大框架之下，还能拥有电摩般的身躯。与此同时，SQI还搭载了镁合金轮毂电机，采用了17寸超大轮径镁合金轮毂，超轻弹簧下重量带来跑车级操控质感。航空级镁合金材料所打造的一体压铸成型车架让SQI具备极致轻量化的表现。这不仅让SQI拥有更加出色的续航表现，在整车安全性方面也获得了显著提升。都市版的续航里程是65公里，动力续航里程是75公里。
2021年，雅迪打造的VFLY Y80电动车，采用镁合金车架和镁合金轮毂轻量化设计，支持折叠存放，折叠后身量不足1米；独特的单右臂结构，让折叠后的车身各处贴合得严丝合缝；轮毂附带磁铁，牢固吸附不易散开，搭配专属底座，可以轻松放入车辆后备箱，可作为城市通勤和骑游系列的产品，最远可支持80Km续航。
2022年，雅迪电动车携手保时捷设计工作室打造了旗舰高端电动车，流星隼VFLY N90与VFLY N100Max。其中使用了镁合金轮毂。
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2022年，杜卡迪Scrambler品牌MG-20 折叠自行车，续航50KM，车架、前叉和轮辋完全由镁合金铸件构成，具有更轻的重量及更坚固的耐用性，以及出色的冲击吸收和抵抗力。MG-20是杜卡迪的第一辆可折叠电动自行车。通过光滑的空气动力学形状、轮辋的强烈线条和独特的设计强调了杜卡迪的赛车性质。MG-20是为城市出行而设计的，在路上很灵活，很轻。
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哈啰共享电单车 “逐云” 整车采用一体式镁合金压铸车架，车身轻巧，车身重量仅32 KG（2022年）
Embrio独轮概念电动车（2017），车身主要采用聚丙烯和Santoprene/镁合金高科技材料铸造。来自Bombardier娱乐产品公司，Embrio的一个车轮概念设计可以让Embrio像飞机上的起落架一样着陆
正步K6F，车身材质为镁合金，车架一体压铸成型，无焊接，零焊点。整车重量仅17公斤，该车采用了车架与电池一体化结构，纯电续航100公里
电动两轮车 后平车架（图文不匹配）
云海金属（宝武镁业）为小牛、爱玛等电动车研发并提供车架、前叉、轮毂等部件。
FiidoX 电助力折叠自行车
FiidoX折叠车，车身采用轻巧坚固的镁合金材质，车架重量3Kg，可折叠车架没有丝毫焊接痕迹，整体质感强烈、美观大方，品牌识别度极高。整车重量19.8Kg。独特设计及镁的抗冲击性，带来美观和舒适度。官方测试，PAS1模式、正常天气及路况下，单次助力续航达到了惊人的130km。
哈啰共享电单车 “逐云” 整车采用一体式镁合金压铸车架，车身轻巧，车身重量仅32 KG（2022年）
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永安行首款 toC端的氢能自行车Alpha系列是一款高端智能的自行车产品，全车采用镁铝合金架构，整车重量27kg左右，行车时速最高22km/h，可以连续骑行2.5小时，续航里程55公里。该车型采用了额定功率为300W的燃料电池系统及低压AB5合金固态储氢装置，其容积0.7升，由氢气发电机直接给电机供电，变速功能由骑行者的脚踏来控制，其通过车辆内置氢气发电机的电化学反应而产生的动力。
镁合金在婴儿车、轮椅、平衡车和踏板车上的应用
婴儿车的重量主要看车架车身采用的材质，最早期的产品采用钢材质，整车重量会非常重。之后开始采用铝合金材质，从而将婴儿车的整体重量降到了单人推行能掌控的范围。这几年，很多婴儿车品牌开始尝试使用新型材料来制造车架，例如采用镁铝合金、碳纤维等材质。
I. believe、bebebus、好孩子等厂商在使用镁合金制作婴儿车 Sport
Wheelchair by Lasher Sport 镁合金框架
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和美得镁合金电动轮椅、佳康顺镁合金电动轮椅车、德国欧航电动镁合金轮椅车等等很多大小厂商在销售镁合金框架的电动轮椅，其中，框架的制作工艺有管材焊接（拼接）和压铸的方法。![]()
miniPRO 2平衡车 镁合金骨架
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镁合金折叠滑板车
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2022年，雅迪召唤师·钛客 踏板车 全镁合金的车身架构
参考文献：
[1] 根据网络资料进行整理。
[2] INN. Magnesium Bike Frames: A Challenge and Opportunity
[3] 镁合金在摩托车及自行车上的应用现状及前景展望。
[4] 有待开发的均衡车架——镁合金...
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