【正文】 聚合物基復(fù)合材料在某種程度上可以回收。不是真正意義上的回收：廢料將被焚燒，回收其所含能量。其中一個(gè)問(wèn)題是塑料的種類太多。? 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。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。? 蓄電池排空后鉛塊將賣掉：鉛容易精練。 – 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。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。– 需要從循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)發(fā)展高度來(lái)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。– 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。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。? 豐田中央研究所開(kāi)發(fā)了一種成本較低的鈦基復(fù)合材料。與常規(guī)的鍛鋼件或鑄鐵件相比，可降重 25%~30%。– 整車 NVH特征模型；開(kāi)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。– 未來(lái)要著力開(kāi)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(kāi)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(jué)特性的本質(zhì)。? 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。– 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。? 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。? 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。在 80℃ 、 90%相對(duì)濕度下， PBT仍能正常使用，并且效果很好。? 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。 – 珠光體球墨鑄鐵強(qiáng)度更高，在一些零件上可代替鍛鋼件。– 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(guò)導(dǎo)電膠可得到優(yōu)越的點(diǎn)焊性能，可由 GA、 GI、EG制得。北美目前在白車身覆蓋件中，有 90%為鍍層鋼板。– 通過(guò)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。– 與 ULSAB相關(guān)性的 ULSAC的創(chuàng)新成果有 3個(gè)方面：? 采用無(wú)框架車門結(jié)構(gòu)；? 采用高強(qiáng)度鋼制造車門外板，其厚度 、 。 有應(yīng)用 有應(yīng)用 尾板 有應(yīng)用 有應(yīng)用 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 – 可以干切削加工，不需研磨拋光。– 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。 – 高散熱性，適合現(xiàn)今設(shè)計(jì)密集的電子產(chǎn)品。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。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；?密度小：與鑄造黑色金屬相比，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(wú)缺陷。– 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(lái)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趨勢(shì)：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)。– 襯片和制動(dòng)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。? 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。? 多數(shù)摩擦副是由相對(duì)較硬的金屬旋轉(zhuǎn)部件和相對(duì)較軟的制動(dòng)塊或制動(dòng)蹄組成。– 常規(guī)的或標(biāo)準(zhǔn)化的形式提供。? 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(kù)。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。– 質(zhì)量和樣式要求作為性能要求的擴(kuò)展，也需要考慮。單一組成的材料部件的再循環(huán)利用相對(duì)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。– 較低的密度，以使簧下質(zhì)量最小。? 摩擦材料要求– 應(yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定和可預(yù)測(cè)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(dòng)。TSINGHUA UNIVERSITY? 德國(guó) 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。TSINGHUA UNIVERSITY? 汽車輕量化的途徑：– 對(duì)汽車底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化? 前輪驅(qū)動(dòng)、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(guò)材料替代或采用新材料來(lái)使汽車輕量化。 ? 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。? 變形工藝主要包括卷制、鍛造、沖壓等。– 良好的切削性能。? 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。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。 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(duì)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(dòng) 力 總 成 35 發(fā)動(dòng) 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 螺形托座 方向盤 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用開(kāi)關(guān)蓋 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用電動(dòng)機(jī)外殼 有應(yīng)用 – 提高抗蝕性，配合減薄并延長(zhǎng)車身壽命TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 1994年開(kāi)展了 “ 超輕鋼質(zhì)汽車車身 ” 的研究（UltraLight Steel Auto Body， ULSAB ）。? 我國(guó)寶鋼公司參加了 ULSAB－ AVC項(xiàng)目。 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(kāi)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(zhǎng)的疲勞壽命– 高烘烤硬化性能? 北美開(kāi)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)。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。– 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。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(dòng)鼓等。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSIT