【正文】 ? GE公司的 PBT/PC合金，商品名為 Xenoy1731,在高級轎車中應(yīng)用最為廣泛；它的耐熱性好，耐應(yīng)力開裂，具有優(yōu)良的耐磨，耐化學(xué)腐蝕性，低溫沖擊強(qiáng)度高，易加工和涂飾性好，主要應(yīng)用于高檔轎車保險(xiǎn)杠，車底板，面板和摩托車護(hù)板等。? PBT與增強(qiáng) PA、 PC、 POM在汽車制造業(yè)中的競爭十分激烈。? 進(jìn)氣歧管是改性尼龍?jiān)谄囍凶顬榈湫偷膽?yīng)用， 1990年德國寶馬汽車公司，首先將以玻纖增強(qiáng)尼龍為原料制造的進(jìn)氣歧管應(yīng)用在六汽缸發(fā)動機(jī)上；以后世界各大汽車公司紛紛跟進(jìn)，改性尼龍進(jìn)氣歧管得到廣泛的應(yīng)用。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY五大工程塑料在汽車上的用途各有偏重? 尼龍 ：主要用于汽車發(fā)動機(jī)及發(fā)動機(jī)周邊部件，主要品種是 GFPA GFPA6增強(qiáng)阻燃 PA6等產(chǎn)品。如保險(xiǎn)杠等。TSINGHUA UNIVERSITY? 蠕墨鑄鐵 – 其力學(xué)－物理性能和鑄造工藝性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，很適合制造強(qiáng)度要求較高和要承受熱循環(huán)負(fù)荷的零件，如氣缸體、氣缸蓋、排氣歧管支架、飛輪、泵體、軸承座和制動鼓等。因球鐵的密度比鋼約小 10%，所以以球鐵代鋼可以產(chǎn)生一定的輕量化效果? 帶平衡塊的 4缸轎車發(fā)動機(jī)曲軸采用球墨鑄鐵加圓角滾壓強(qiáng)化，已成為美、德、法等國汽車廠家的標(biāo)準(zhǔn)工藝。– 目前以鑄鐵材料生產(chǎn)的汽車零部件主要有缸體、缸蓋、排氣管、凸輪軸、曲軸、橋殼、剎車鼓、離合器盤等。儀表板、車輪罩、油底殼、車頂板、車底板及發(fā)動機(jī)罩蓋等等。車身外側(cè)板、車身內(nèi)側(cè)板、車門外板、車門內(nèi)板、車后箱舉升門等等。 TSINGHUA UNIVERSITY– 對鍍層鋼板的要求可概括為：?高的防腐蝕性能；?高的鍍層結(jié)合強(qiáng)度（好的成型性）；?好的可焊接性能；?好的可涂覆性能；?好的表面質(zhì)量（尤其對于暴露部件）。 TSINGHUA UNIVERSITY? 先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的特點(diǎn)：– 成型性能好? 沖壓時(shí)塑性變形好，不產(chǎn)生開裂、變形、折皺等；沖壓后彈性回復(fù)??；不危及沖壓模的粘著和磨損– 高的防撞凹性能– 能量吸收率較高– 高的疲勞強(qiáng)度和長的疲勞壽命– 高烘烤硬化性能? 北美開發(fā)的 PNGV Class轎車，車身只有 218kg（基準(zhǔn)平均質(zhì)量為 263kg），共有 81個(gè)主要零件， 100%采用高強(qiáng)度鋼（ HSS），其中有 80%以上為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼 (AHSS)。TSINGHUA UNIVERSITY? 高強(qiáng)度鋼板的定義與分類– ULSAB－ AVC聯(lián)合會將鋼種標(biāo)記為 XXaaa/bbb， XX為鋼種類型、 aaa為最低屈服強(qiáng)度（ MPa）、 bbb為最低抗拉強(qiáng)度（ MPa）。? 我國寶鋼公司參加了 ULSAB－ AVC項(xiàng)目。鋼種有烘烤硬化鋼（ BH： 210MPa、 260MPa）、雙相鋼（ DP：500MPa、 600MPa）、含磷鋼（ 260MPa）、各向同性鋼（260MPa）；? 用超高強(qiáng)度鋼制造車門桿件，其厚度 ，采用雙相鋼（DP： 650、 840MPa）。– 提高抗蝕性，配合減薄并延長車身壽命TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 1994年開展了 “ 超輕鋼質(zhì)汽車車身 ” 的研究（UltraLight Steel Auto Body， ULSAB ）。TSINGHUA UNIVERSITY三、汽車用鋼鐵材料現(xiàn)狀TSINGHUA UNIVERSITY? 鋼鐵材料價(jià)格便宜、工藝成熟，通過高強(qiáng)度化和有效的強(qiáng)化措施可充分發(fā)揮其強(qiáng)度潛力，迄今為止仍然是在汽車生產(chǎn)上使用最多的材料。 有應(yīng)用電動機(jī)外殼 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 汽車傳動系統(tǒng)閥蓋 /凸輪蓋 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用4WD 變速箱 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用TSINGHUA UNIVERSITY系統(tǒng) 產(chǎn)品 通用 福特 克萊斯勒 歐洲 亞洲 有應(yīng)用 鏡子托架 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 方向盤 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用開關(guān)蓋 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 安全氣袋蓋 螺形托座 汽車內(nèi)部飾件儀表盤 有應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 其它–可涂裝性能：好–再生回收性能? 資源意義：? 能源意義：生產(chǎn)原鎂 1千克的能耗是 35KWh，而相對應(yīng)的回收 1千克鎂的能耗是3KWh ? 回收與再生技術(shù)比鋁合金廢料要復(fù)雜，因?yàn)殒V具有更高的化學(xué)活性 ； 一般情況下表面都具有防腐蝕保護(hù)涂層或是裝飾用涂層 –裝配性能TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITYFord公司 2023年使用的 鎂 合金零部件零部件 類別 代替前重量 (kg)代替后重量 (kg)減 輕 率(%)輕 量化量(kg)車 身 58 內(nèi) 飾 件 33 動 力 總 成 35 發(fā)動 機(jī) 34 懸 掛件 58 剎 車 54 各種固定件 50 方向 盤 支架 30 電 氣外殼 44 合 計(jì) 45 TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY系統(tǒng) 產(chǎn)品 通用 福特 克萊斯勒 歐洲 亞洲– 鎂合金散熱快，不用切削液也能得到較好的表面質(zhì)量。只是比鋁合金更要加強(qiáng)保護(hù)和更為嚴(yán)格控制焊接規(guī)范。? 熱處理性能 :– 固溶強(qiáng)化和彌散沉淀強(qiáng)化– 加熱過程應(yīng)嚴(yán)格控制– 可以采用任何一種熱處理工藝TSINGHUA UNIVERSITY? 焊接性能 :– 焊接問題? 氧化與蒸發(fā)嚴(yán)重? 過熱晶粒粗大 ? 熱裂紋傾向大 ? 氣孔? 熱應(yīng)力問題– 所適應(yīng)的焊接方法? 主要有氣焊、氬弧焊、電阻焊、電子束焊、等離子弧焊和釬焊等。? 鍛造性能：– 鎂為密排六方晶格結(jié)構(gòu)，室溫下鎂變形機(jī)理是滑移及孿晶，只有基面參與變形。 – 電磁屏蔽性好，適合發(fā)出電磁干擾的電子產(chǎn)品。– 良好的切削性能。– 尺寸穩(wěn)定性好，無需退火和去應(yīng)力處理。? 變形工藝主要包括卷制、鍛造、沖壓等。TSINGHUA UNIVERSITY? 幾種部件所選用的鑄造鋁合金牌號TSINGHUA UNIVERSITY? 鑄造工藝主要包括：壓力鑄造、金屬型重力鑄造、低壓鑄造、砂型鑄造、消失模鑄造、半固態(tài)壓力鑄造、擠壓鑄造等等；? 以鑄造工藝生產(chǎn)的鋁合金零部件約占汽車總用鋁量的 2/3左右。 ? 汽車相關(guān)材料產(chǎn)品正在向高性能、輕量節(jié)能和環(huán)保方向發(fā)展。TSINGHUA UNIVERSITY? 2023年 1月，我國汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在寧波成立。TSINGHUA UNIVERSITY? 汽車輕量化的途徑：– 對汽車底盤、發(fā)動機(jī)等零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化? 前輪驅(qū)動、高剛性結(jié)構(gòu)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等方法；– 在使用材料方面通過材料替代或采用新材料來使汽車輕量化。– 汽車的一般部件質(zhì)量每減輕 1%，可節(jié)油 1%；運(yùn)動部件每減輕 1%，可節(jié)油 2%。TSINGHUA UNIVERSITY? 德國 Paderbom大學(xué) O. Habn等人提出 “多材料輕量化結(jié)構(gòu) ”（ Lightweight Construction by multi material）及 “合適的材料用在合適的部位 ”（ The right material in the right place）兩概念。– 應(yīng)有合理的耐磨性，但不能過大，因?yàn)槟p將會促進(jìn)均勻的接觸壓力分布，防止 “ 熱點(diǎn) ” 產(chǎn)生。? 摩擦材料要求– 應(yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定和可預(yù)測的摩擦系數(shù)，以使汽車在整個(gè)工作范圍有效可靠地制動。– 鑄鐵替代材料：? 鋁金屬基復(fù)合材料，碳－碳復(fù)合材料。– 較低的密度，以使簧下質(zhì)量最小。TSINGHUA UNIVERSITY轉(zhuǎn)子材料選擇? 轉(zhuǎn)子材料要求：– 必須有足夠的剛度和硬度，能夠把摩擦力矩傳遞到輪轂，而不會產(chǎn)生過多的變形和熱效應(yīng)。單一組成的材料部件的再循環(huán)利用相對容易；TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 最終材料的選擇經(jīng)常是折中的–在某些情況下，功能要求占主要地位。? 可行性：– 要考慮加工過程。– 質(zhì)量和樣式要求作為性能要求的擴(kuò)展，也需要考慮。? 有完善的報(bào)廢和再循環(huán)利用行業(yè)– 只有在極特殊的性能需要時(shí)，才會考慮如聚合物和陶瓷等非金屬材料。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 汽車用四大類工程材料及其選用– 首先考慮采用金屬材料? 金屬材料屬于全能材料，能夠滿足承載和其它要求，也符合經(jīng)濟(jì)要求。? 據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋼材的 1/橡膠的一半以上用于汽車生產(chǎn)。? 金屬有眾多成形及制造工藝和龐大的設(shè)計(jì)特性數(shù)據(jù)庫。– 必須與部件或者裝置要完成的任務(wù)相匹配；– 要考慮整個(gè)使用要求，如力學(xué)載荷、載荷范圍、硬度、剛度及柔性、汽車設(shè)計(jì)對質(zhì)量的特別要求、各種物理特性等。– 常規(guī)的或標(biāo)準(zhǔn)化的形式提供。– 健康和安全因素制約著一些項(xiàng)目；– 對于處理方法、垃圾成本及再循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要性。? 多數(shù)摩擦副是由相對較硬的金屬旋轉(zhuǎn)部件和相對較軟的制動塊或制動蹄組成。– 較低的熱膨脹系數(shù)，使熱變形最小。? 轉(zhuǎn)子材料選擇– 鑄鐵：便宜，具有較好的熱特性和高溫強(qiáng)度保持性，但是密度較高。通常復(fù)合摩擦材料粘接到鋼底板或制動蹄架上。– 襯片和制動蹄材料的較低傳導(dǎo)性將有利于減小熱傳遞到其它系統(tǒng)部件，特別是液壓油。? 復(fù)雜的復(fù)合材料，由各種纖維（目前大多采用石綿纖維）、顆粒物和填充物一起粘接到聚合體基體中，如酚醛樹脂。TSINGHUA UNIVERSITY趨勢：輕量化已經(jīng)成為政策性行為? 輕量化作用：不但可以減輕車身質(zhì)量、節(jié)約能源、降低