【正文】 油耗、減輕污染，也可以降低成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、增加企業(yè)利潤(rùn)。– 基于提升性能及安全性的輕量化? 80年代之后高性能車的普及帶來的車體相關(guān)部件的鋁化（板材、擠型）；? 運(yùn)動(dòng)性能、乘坐舒適感、操縱性的提升；? 沖撞能量的吸收。– 福特公司的 Synergy2023概念車采用了高強(qiáng)度鋁合金車身，使質(zhì)量降低了 1/3；– 通用公司的 Precept采用鋁合金車身及骨架，其質(zhì)量降低了 45%；– 克萊斯勒公司的未來型道奇 Intrepid ESX概念車采用的全鋁合金車身質(zhì)量比鋼板車身輕 272kg。 TSINGHUA UNIVERSITY? 驅(qū)動(dòng)汽車材料發(fā)展的原動(dòng)力是社會(huì)對(duì)汽車的 安全性、節(jié)能性和環(huán)保性、舒適性和低成本 等要素的需求。TSINGHUA UNIVERSITY?鑄造鋁合金– 鑄造鋁合金的優(yōu)點(diǎn)：?流動(dòng)性好：這對(duì)鑄件薄壁部位的充填非常重要；?熔點(diǎn)低：與其它許多金屬相比，鋁合金只需要較低的熔化和澆注溫度；?密度?。号c鑄造黑色金屬相比，鋁合金的重量較輕，鑄造操作方便；?熱交換快：鋁液與模具之間傳熱快，金屬型鑄造生產(chǎn)節(jié)奏快；?化學(xué)穩(wěn)定性相當(dāng)好；?鑄態(tài)表面質(zhì)量好：表面有光澤且無缺陷。TSINGHUA UNIVERSITY變形鋁合金? 形變鋁合金與鑄造鋁合金相比，強(qiáng)度、韌性都大為優(yōu)越。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY2. 鎂合金在汽車中的應(yīng)用? 鎂的特點(diǎn)– 比強(qiáng)度高– 吸震性能高，適于用作設(shè)備機(jī)殼類零件。 – 高生產(chǎn)率，與鋁相比，鎂有更低的單位體積熱含量，這意味著它在模具內(nèi)能更快凝固。 – 高散熱性，適合現(xiàn)今設(shè)計(jì)密集的電子產(chǎn)品。– 熔點(diǎn)、比熱容和相變潛熱低，故其熔化耗能少，凝固速度快。– 一般鎂熱形溫度為 300 ℃ ～ 450 ℃ 之間，在此溫度區(qū)間，鎂和鋁合金一樣，也是容易變形的。? 對(duì)于薄板結(jié)構(gòu)采用電阻點(diǎn)焊工藝– 焊接鎂及鎂合金的設(shè)備和工藝要求，與焊鋁合金基本相同。– 可以干切削加工，不需研磨拋光。– 當(dāng)采用非常高的速度切削時(shí)，鎂合金具有粘結(jié)刀具表面形成積屑瘤的傾向。 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用座椅升降機(jī)械 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 汽車車身系統(tǒng)門框 尾板 頂梁 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 手動(dòng)齒輪箱蓋 有應(yīng)用 減薄 10%，可達(dá)到 5%的車身輕量化TSINGHUA UNIVERSITY? 車身用鋼板的發(fā)展趨勢(shì)：– 提高強(qiáng)度，以圖減薄– 提高延性，以改善零件形狀和可使幾個(gè)零件組合成單一的大件以減輕質(zhì)量、省工和降低成本。– 與 ULSAB相關(guān)性的 ULSAC的創(chuàng)新成果有 3個(gè)方面：? 采用無框架車門結(jié)構(gòu)；? 采用高強(qiáng)度鋼制造車門外板，其厚度 、 。– 安全：滿足 2023年汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)要求；– 減重：明顯改善燃油效率，降低油耗；– 環(huán)保：減少排放，改善材料的回收再利用；– 經(jīng)濟(jì)：降低成本，便于大批量生產(chǎn)。– 通過對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板表面進(jìn)行鍍層處理，大大提高了先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板的防腐蝕性能及應(yīng)用范圍。– 按照 ULSAB所采用的術(shù)語(yǔ)，將屈服強(qiáng)度為 210550MPa的鋼定義為高強(qiáng)度鋼（ HSS），屈服強(qiáng)度超過 550MPa的鋼定義為超高強(qiáng)度鋼（ UHSS）；而先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（ AHSS）的屈服強(qiáng)度覆蓋于 HSS和UHSS之間的強(qiáng)度范圍。北美目前在白車身覆蓋件中，有 90%為鍍層鋼板。– 低 Г 相合金化熱浸鍍鋅鋼板：具有好的可焊接和可涂覆性能以及好的成型性能。– 暴露的熱浸鍍鋅鋼板– 阻尼疊層鋼板：具有最佳的阻尼減震性能，好的成型性能，通過導(dǎo)電膠可得到優(yōu)越的點(diǎn)焊性能，可由 GA、 GI、EG制得。– 鑄鐵在北美汽車用材中呈下降的趨勢(shì)，如美國(guó)通用汽車公司從 2023年至 2023年，每年減少鑄鐵件 20萬噸左右。 – 珠光體球墨鑄鐵強(qiáng)度更高，在一些零件上可代替鍛鋼件。? 經(jīng)實(shí)物測(cè)量，代替鍛鋼制造曲軸可以降重 10%，代替鋁合金制造載貨車輪轂每只可降重 。 TSINGHUA UNIVERSITY四、塑料及其它輕量化材料TSINGHUA UNIVERSITY? 塑料在汽車上的應(yīng)用按功能應(yīng)用主要分為三類：– 外裝件：以塑代鋼，增加塑料制品的應(yīng)用量，減輕汽車重量，達(dá)到節(jié)能的目的。如用塑料燃油箱，發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤上的一些零件等。? 尼龍的品種多，較易回收循環(huán)利用，價(jià)格相對(duì)便宜等，這些因素促成尼龍成為發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件的理想選擇材料。 TSINGHUA UNIVERSITY? 聚酯 PBT：– 廣泛地用于生產(chǎn)保險(xiǎn)杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統(tǒng)零件、儀表盤、汽車點(diǎn)火器、加速器及離合器踏板等部件。在 80℃ 、 90%相對(duì)濕度下， PBT仍能正常使用，并且效果很好。– 改性 POM的耐磨系數(shù)很低，剛性很強(qiáng)，非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油管、動(dòng)力閥、萬上節(jié)軸承、馬達(dá)齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機(jī)裝置、電開關(guān)、安全帶扣等。? 因?yàn)?PC/ABS合金具有優(yōu)異的耐熱性、耐沖擊性和剛性，良好的加工流動(dòng)性。 ? PC/ABS合金還用來制造汽車儀表板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板、托架、轉(zhuǎn)向柱護(hù)套、裝飾板、空調(diào)系統(tǒng)配件等汽車零部件。? 高耐熱型 PC/PBT合金和 PC/PET合金的注射成型外裝件可以不用涂漆。 TSINGHUA UNIVERSITY? 聚苯醚 – 改性 PPO在汽車上主要用作對(duì)耐熱性、阻燃性、電性能、沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度要求較高的零部件。– 對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度要求較高的發(fā)動(dòng)機(jī)罩時(shí) PPO/PA合金今后的應(yīng)用方向。? 例如儀表臺(tái)用鋼板加工，往往需先加工成型各零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多，而用塑料可－次加工成型，加工間短，精度保證。? 前后保險(xiǎn)杠、車身裝飾條都采用塑料材料，減輕車外物體對(duì)車身的沖擊力。? 保險(xiǎn)杠相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，而坐墊靠背就采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。– 未來要著力開發(fā)外表美觀（低反光、耐磨、半透明）同時(shí)具有良好降噪性能（尤其是嗡嗡、吱吱聲和卡嗒聲）的內(nèi)飾新材料；開發(fā)具有優(yōu)良高速?zèng)_擊性能的內(nèi)裝件材料；弄清塑料材料觸覺特性的本質(zhì)。TSINGHUA UNIVERSITY? 外裝件– 開發(fā)耐候、耐化學(xué)侵蝕，具有良好的表面光澤和抗輕微撞擊性能的外裝件用聚合物體系；提高塑料零部件的表面光潔度；開發(fā)光亮、耐候的著色劑；開發(fā)先進(jìn)的增強(qiáng)材料及增強(qiáng)技術(shù)；開發(fā)可生產(chǎn)出 A級(jí)表面、免油漆外裝件的復(fù)合材料。– 建立制造、裝配工藝與零部件性能預(yù)測(cè)模型；建立不同老化條件（短期、中期和長(zhǎng)期）下，零部件試驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)性的方法；建立零件耐候性預(yù)測(cè)模型、快速試驗(yàn)方法。– 混合動(dòng)力（包括燃料電池）塑料零部件設(shè)計(jì)技術(shù)。– 整車 NVH特征模型；開發(fā)低自重汽車新型懸架系統(tǒng)；降低零部件集中載荷的設(shè)計(jì)方法。– 建立汽車塑料、復(fù)合材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)；適于塑料的低成本車身骨架設(shè)計(jì)技術(shù)；塑料 — 金屬材料復(fù)合零部件設(shè)計(jì)技術(shù)；在清潔材料（生物塑料）開發(fā)的基礎(chǔ)上．設(shè)計(jì)塑料密集汽車。與常規(guī)的鍛鋼件或鑄鐵件相比，可降重 25%~30%。 TSINGHUA UNIVERSITY其它輕量化材料? 鈦合金 – 鈦的密度為 ,具有比強(qiáng)度高、高溫強(qiáng)度高和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。? 豐田中央研究所開發(fā)了一種成本較低的鈦基復(fù)合材料。– 力學(xué)性能和功能可以根據(jù)實(shí)際需要，通過適當(dāng)選材和優(yōu)化設(shè)計(jì)來獲得。具有優(yōu)良的機(jī)械性能和低密度等特點(diǎn)，但是價(jià)格遠(yuǎn)比金屬零件價(jià)格高。TSINGHUA UNIVERSITY 五、汽車材料的再生TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 汽車材料回收的重要性：– 節(jié)約能源和資源，對(duì)環(huán)境保護(hù)和汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有利。– 為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富和提供就業(yè)崗位： 1997年美、加創(chuàng)造了 82億美元的收入TSINGHUA UNIVERSITY我國(guó)廢舊汽車拆解業(yè)現(xiàn)狀? 在廢舊汽車處理上，傳統(tǒng)的切割、砸碎再分撿的粗放型工藝己不適用，而應(yīng)轉(zhuǎn)向?yàn)?“ 科學(xué)拆解、視情分檢、精料回收、綜合管理” 的新模式。– 技術(shù)落后，技術(shù)還停留在氣焊加手工階段，工藝也僅僅是小客砸頂，大客切梁，五大總成落地，打孔切割，存照片備案可用件，零部件外售。– 需要從循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)發(fā)展高度來制定汽車產(chǎn)品回收處理的管理規(guī)定并要建立與之配套的企業(yè)資質(zhì)及相應(yīng)的設(shè)備、工藝、質(zhì)檢管理運(yùn)行條件。? 按組成汽車的材料質(zhì)量劃分，鋼鐵約占 80%；? 按材料組成成份劃分，除鋼鐵，石化產(chǎn)品 (如塑料、橡膠 )，有色金屬、非金屬等也都是重要組成部分。TSINGHUA UNIVERSITY產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)? 產(chǎn)品報(bào)廢后的回收利用能有效地節(jié)省原材料，減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境的危害。柯達(dá)公司采用可回收性設(shè)計(jì)思想開發(fā)的 “相迷救星 ”相機(jī)銷量最大，贏利最高。 – 最遲從 2023年起，廢舊汽車最后注冊(cè)的持有者和 /或最后注冊(cè)的車主必須能將其廢舊汽車免費(fèi)回收。 – 到 2023年，報(bào)廢汽車的回收率、利用率要分別達(dá)到 95%和 85%。? 蓄電池排空后鉛塊將賣掉：鉛容易精練。摧化轉(zhuǎn)換器和其中的貴重零件將被拆除。鋁件可以熔化制成大塊（鑄錠），也可以賣給處理廠，在那里進(jìn)行二次冶煉，生產(chǎn)出鑄造工業(yè)所需的成分嚴(yán)格控制的合金，以鑄錠或液體金屬的形式直接轉(zhuǎn)入鑄造車間。剩余的有色金屬將賣出，進(jìn)行分選和回收利用。? 其在爐料中的配比被嚴(yán)格限制，而且其產(chǎn)品只能是用做建筑鋼筋。– 初級(jí)回收 。其中一個(gè)問題是塑料的種類太多。? 混合廢料被碾碎后，被加工為價(jià)值較低的 “廢舊塑料 ”產(chǎn)品。不是真正意義上的回收：廢料將被焚燒，回收其所含能量。? 玻璃 的回收– 通過熔化生產(chǎn)，因此可以廣泛回收。聚合物基復(fù)合材料在某種程度上可以