减轻汽车重量的努力主要集中在铝、塑料和复合材料上，但另一种轻质材料也受到关注：镁。镁是宇宙中第九丰富的元素，其强度与钢相当，但比铝轻33%，比钛轻60%，比钢轻75%。

在汽车工业的推动下，全球对镁的需求正以每年3%的速度稳步增长。根据市场研究公司Ducker Worldwide的数据，轻型汽车的平均镁含量约为10磅，到2025年，这一含量可能会增加两倍。

汽车制造商正在使用镁用于各种部件，包括仪表板框架，座椅框架，转向轮，变速箱和空气袋外壳，封闭，支架，前端载体，发动机摇篮，发动机块甚至结构部件。Fiat Chrysler汽车正在使用镁用于2017年Pacifica Minivan的后提升。通用电机最近推出了一种新的热成型工艺和耐腐蚀性处理，使汽车制造机能够为后甲板盖，车身面板和其他部件使用镁金属板。

在汽车应用中使用镁可以提供不仅仅是体重减轻。由于材料适合压铸，砂铸造和类似的生产方法，因此它为工程师提供了通过零件整合降低成本的机会。

汽车制造商并不是唯一利用镁的强度和重量轻的制造商。在航空航天工业中，镁可以在客机的反推装置和直升机的变速箱中找到。它也用于导弹。

电子装配机也像镁的强度，耐久性和重量轻。镁还消散热量和屏蔽电磁和射频干扰。摄像机，手机，笔记本电脑和便携式媒体播放器的外壳通常由镁制成。

镁零件可以在体育用品中找到，如高尔夫球杆、自行车车架和直列溜冰鞋，以及家用物品，如吸尘器、电动工具、链锯和割草机。

“我们在Semblex Corp.的工程产品专家Terry Tripp说：”我们正在看到越来越多的胶片应用。“

然而，尽管镁有诸多优点，但在热、化学和机械连接方法方面，镁是一种具有挑战性的材料。

焊接镁需要低控制的电源输入。此外，由于金属对氧有很高的亲和力，需要保护气体。

广泛的表面处理是粘合剂粘接的必要条件。至少，镁部件必须在粘接前脱脂，它们也可能必须用铬酸腐蚀。蚀刻改变了金属表面的物理和化学性质，以提高附着力。

镁的延展性不如钢或铝，所以使用这些金属的紧固件可能不适用于镁的部件。而且，由于镁具有较低的电负电位，易发生电偶腐蚀。

紧固镁

镁是脆弱。不能使用螺纹切割螺钉，因为螺纹会脱落。自固定的紧固件也不可行，因为金属不会轻易流进紧固件的凹槽。(不过，在安装之前加热金属会有所帮助。)

用于钢零件的螺纹成形螺钉具有60度侧面角的紧密间隔螺纹。特里普说，这种紧固件对于镁类零件来说太有攻击性了。金属会腐蚀并夹住线。

一个相关的问题是，钢螺杆比镁的强度大得多。在卡箍负荷下，镁会慢慢从紧固件流出，导致关节随着时间的推移而松动。

因此，工程师应设计镁件，以提供比可比较的钢部件更多的螺纹啮合。作为经验的规则，钢部件中的线程啮合的长度通常需要仅是紧固件直径的0.75至0.87倍。相反，镁部件中的螺纹接合的长度应为紧固件直径的2至2.5倍。如果孔不能更深，则可以使其直径更小，使得每个螺纹的更大部分接合。

在固定镁件时，电偶腐蚀是另一个需要考虑的问题。当镁在电解质存在的情况下与其他金属接触时，如路盐，就会发生严重的电偶腐蚀。为了防止这种情况发生，与之相匹配的部件必须由通电兼容的金属制成;电镀用电镀相容的金属，如锌;或涂上电绝缘材料，如尼龙。含镍或铜的铁质合金、钛合金和非铁质合金与镁的电偶相容性很差。

此外，工程师可以设计关节以限制暴露于电解质。例如，螺钉应被驱动到窗帘孔而不是通孔中，因此紧固件的尖端没有暴露于环境。应在紧固件头周围提供间隙以允许排水。紧固件也可以与由铝或非导电材料制成的垫圈配对。

汇编器可以在镁铸件中钻孔和敲击孔。然而，铸件的孔隙率可以是钻井期间的问题，通常需要特殊的润滑剂来防止磨损。

螺纹成型螺钉可能是紧固镁零件的最有效方法。这些螺钉省去了钻孔、攻丝、清洁和检查孔的成本，而且它们比螺母和螺栓组件给了设计者更多的灵活性。

专门为镁制品设计了几种螺纹成形螺钉。

其中一个例子是Acument Global Technologies Inc.的Mag Form螺钉。它具有五边形柄轮廓、宽间距螺纹和宽的105度侧翼角。当打入镁合金时，压缩作用形成牢固的螺纹，产生的碎片最少。较大的侧翼角允许多次插入和拆卸紧固件，而不会损坏螺纹。

特里普说:“magi - form扣件将材料移出并压缩。”

由于在安装过程中产生的碎屑最少，因此Mag-Form紧固件非常适合关键应用，如转向部件和安全气囊模块。

另一种选择是EJOT的ALtracs Plus螺纹成型螺钉。紧固件具有独特的螺纹几何形状，提供了更大的螺纹剪切面积，从而产生更高的拔出和剥离性能。

螺纹有一个33度不对称的侧面角(22度负载侧面角和一个11度后侧面角)。Tripp说，这样可以最大限度地减少螺纹置换的材料量。侧根支撑使螺纹在高夹紧载荷条件下保持稳定，不会妨碍螺纹成形过程中的材料流动。

圆形的阀体形状提供更大的螺纹啮合比多叶紧固件，这提高夹具保留和确保长期的联合强度。

螺纹形成区由具有线形成浮雕单位的锥形非圆形点组成。锥度有助于组装器将螺钉对准孔中的螺钉并降低启动螺纹成形过程所需的力和扭矩。螺纹中的平坦区域在螺纹形成期间提供释放，这减少了驱动扭矩。

Altracs Plus与机螺钉互换。结果，紧固件可用于相同尺寸的现有螺纹机螺纹，或者交替地，相同尺寸的机器螺钉可用于由Altracs加紧固件形成的螺纹中，消除了任何现场服务问题。

用于镁的第三螺纹成形螺杆是来自研究工程和制造公司的Magtite 2000。该紧固件具有带有辐射螺纹而不是成角度的三轴轴。三叶动物形状提供低螺纹形成扭矩和高故障扭矩。圆形螺纹通过压缩镁而不是移位它来产生一个干净的均匀的内线螺纹。这最大限度地减少了碎片创建并允许拧入螺钉并重新安装多次。

作为一种变体，Nitto Seiko提供Magtite CP。Nitto在紧固件的下半部分涂上聚合物涂层，即使是螺纹成型过程中可能产生的少量碎屑也能被捕获。这对于电子组装应用来说是至关重要的，即使是微小的金属颗粒也可能导致短路。

如果需要高强度螺纹，螺纹嵌件可以压入或收缩成镁，但最好是拧入式嵌件。一个例子是来自Acument的MaggCert。这种管状嵌件的外表面具有Mag形螺纹，而内表面的内表面具有标准机加工螺纹。提供M4、M5、M6、M8和M10尺寸，使用带有Torx加号钻头的螺丝刀将镶块打入钻孔或成型孔中。

铆合,形成

只要能解决电偶腐蚀问题，断杆铆钉、冲击铆钉和铆钉螺母也是组装镁件的选择。自穿铆钉甚至被用来连接钢和镁板，尽管镁板需要加热以提高其成形性和防止开裂。

用镁进行眼眶和放射状成形已经取得了不同程度的成功。

“在[轨道和径向]形成应用中，我们还没有看到这种材料的大推动，”巴尔多特公司副总裁兼总经理Charles A. Rupprecht说：“这主要是由于镁往往弯曲的事实是轻松而且比说，铸铝更柔软。因此，当形成镁模铸部分A'挤压时，趋于发生的过度成型效果，这可能导致成品形式的问题。“

“合金组成至关重要，”轨道表达的高级应用工程师J.Todd Hutson添加了J.Todd Hutson。“规则的镁级基本上崩溃而不是形成。[可用合金可用]，但即便如此，您也需要尽可能少地谨慎地移动材料。“

例如，Hutson说，镁合金AM50（铝，铝，0.45％锰和0.2％锌），而较硬的合金AZ91D（铝，0.15％锰和1％锌）也是不可行的。

菲亚特克莱斯勒汽车公司(Fiat Chrysler Automobiles, FCA)的研究人员正在研究一种有望解决这一问题的新成形技术——加厚突缝。

FCA轻金属和制造项目高级技术专家stephenlogan说，镦粗凸出连接类似于热铆接塑料零件的过程。在这个过程中，底座部件上的凸台通过配合部件上的孔插入。然后，使用加热工具和压力，将凸台的端部形成蘑菇状头部，机械地将两个零件锁在一起。

镦锻突出突起连接是作为加入镁零件到不同金属基材的方法。在这种情况下，形成铸造镁部件的突起以捕获由钢或铝制成的部件。成形工具是通过电阻加热镁部分的电极。关键过程参数是力，时间和电流。

到目前为止，FCA的工程师们已经在裸镁试片和预处理镁试片上，以及裸镁试片和涂层钢试片和铝试片上测试了这项技术。

“在评估的所有配置中实现了良好，强大的关节，”Logan说。“从腐蚀的角度来看，某些组合（例如，涂铝合镁）被认为比主要是与材料之间的电缩探相容性的其他相符更加可行。”

镦锻突出加入过程仍是开发阶段，因此FCA目前不使用生产中的技术。“迄今为止的大多数发展工作都集中在支持汽车机构和底盘应用的能力，因为这些是来自腐蚀角度的一些最苛刻的应用程序，”Logan说。