【正文】 Y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(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件，主要品種是 GFPA GFPA6增強(qiáng)阻燃 PA6等產(chǎn)品。? PBT與增強(qiáng) PA、 PC、 POM在汽車制造業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。– 制造軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性 POM的強(qiáng)項(xiàng)，這些部件對(duì)金屬磨耗小，減少了潤(rùn)滑油用量，增強(qiáng)了部件的使用壽命；因此可以廣泛替代銅、鋅等金屬生產(chǎn)軸承、齒輪、拉桿等。 – 汽車外裝件 ： PC/PBT合金和 PC/PET合金既具有 PC的高耐熱性和高沖擊性，又具有 PBT和 PET的耐化學(xué)藥品性、耐磨性和成型加工性，因此是制造汽車外裝件的理想材料。如 PPO/PS合金適用于潮濕、有負(fù)荷和對(duì)電絕緣要求高、尺寸穩(wěn)定性好的場(chǎng)合，適合制造汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件，也適合制造連接盒、保險(xiǎn)絲盒、斷路開關(guān)外殼等汽車電氣元件。– 塑料制品的彈性變形特性能吸收量的碰撞能量，對(duì)強(qiáng)烈撞擊較大的緩沖作用，對(duì)車輛乘員起保護(hù)作用。? 塑料顏色可通過添加劑調(diào)同顏色，省去噴漆的麻煩。– 開發(fā)大批量、低成本的工裝技術(shù)；開發(fā)大型薄壁零件快速制造工藝；開發(fā)先進(jìn)的模壓機(jī)；虛擬原型技術(shù)；低成本。– 開發(fā)用于代用動(dòng)力系統(tǒng)零部件的塑料、復(fù)合材料的快速試驗(yàn)技術(shù)，它們往往承受高溫和化學(xué)腐蝕。– 開發(fā)用于評(píng)估各種塑料和復(fù)合材料的物理老化性能、化學(xué)老化性能及耐候性的試驗(yàn)方法：建立制造工藝參數(shù)一零部件性能之間關(guān)系的預(yù)測(cè)模型；建立快速試驗(yàn)結(jié)果與零部件長(zhǎng)期性能的關(guān)系；材料的高應(yīng)變率破碎試驗(yàn)技術(shù)。用 α+β 系鈦合金制造的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，強(qiáng)度相當(dāng)于 45鋼調(diào)質(zhì)的水平，而重量可以降低 30%； β 系鈦合金（ Ti13V11Cr3Al等）經(jīng)強(qiáng)冷加工和時(shí)效處理，強(qiáng)度可達(dá) 2023MPa，可用來(lái)制造懸架彈簧、氣門彈簧和氣門等，與拉伸強(qiáng)度為 2100MPa的高強(qiáng)度鋼相比，鈦彈簧可降重 20%。? 金屬基復(fù)合材料。?汽車材料中一部分具有揮發(fā)性，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生破壞作用：?對(duì)報(bào)廢車輛如果不及時(shí)進(jìn)行分類、處置和回收，就會(huì)占用很大的堆積場(chǎng)地。TSINGHUA UNIVERSITY? 廢舊汽車回收再利用的評(píng)價(jià)采用再利用率的指標(biāo)。– 并且汽車上許多的零件的材料是緊缺的高性能鋼，比如鉻軸承鋼，高強(qiáng)度冷熱軋板等。另外，歐委會(huì)還成立了有政府和工業(yè)界代表組成的工作組，著手提高廢舊汽車的回收利用率。– 從 2023年 7月 1日起，禁止在汽車上使用鎘、汞、鉛和六價(jià)鉻這 4種重金屬。鋁熱交換器也將拆下來(lái)，氟碳化合物將從空調(diào)系統(tǒng)中回收，金屬則將被賣掉。? 目前，金屬回收的收益可以支付整個(gè)拆除回收過程的費(fèi)用，并且可以部分支付 ASR的處理費(fèi)用。內(nèi)部產(chǎn)生的熱塑性塑料廢料粉碎后添加到新物料 (純凈原料 )中進(jìn)行加工。– 三次回收 。消費(fèi)后廢品，主要是不能回用的容器，可以替代原材料，每加入 10%的廢品，就可以節(jié)省 3%的能量。TSINGHUA UNIVERSITY考慮環(huán)境適應(yīng)性的材料選擇方法TSINGHUA UNIVERSITYThe End。TSINGHUA UNIVERSITY? 陶瓷的回收– 燒結(jié)陶瓷可以粉碎，其中少量可用來(lái)補(bǔ)充起始物料。多個(gè)機(jī)構(gòu)開發(fā)了大量的分類代碼系統(tǒng) (如汽車工程協(xié)會(huì)的 J134 ISO1043等 )。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 塑料 回收：雖然一直在穩(wěn)定增長(zhǎng)，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于金屬的回收。? 大型鼓風(fēng)機(jī)將輕質(zhì)材料，如玻璃、塑料和車內(nèi)地毯等，吹成絨毛狀塊體或 ASR(汽車撕碎機(jī)殘留物 )；由于這類材料重新處理的代價(jià)昂貴，所以通常被掩埋。? 黃銅散熱器上有 PbSn釬焊料，將像礦石一樣冶煉。 – 到 2023年，報(bào)廢汽車的回收率至少要達(dá)到 85%，再生利用率至少要達(dá)到 80%。– 美、德、日等西方發(fā)達(dá)國(guó)在汽車、家電等行業(yè)應(yīng)用面向回收的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想，取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。用汽車的廢鋼鐵煉鋼比用礦石煉鐵再煉鋼可節(jié)省能源 60%，節(jié)水 40%，并大大減少?gòu)U渣、廢氣和廢水的污染。? 現(xiàn)狀– 為規(guī)模小配套，許多拆解基本沒有廠房，造成停放廢車堆積嚴(yán)重 。主要是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，也稱玻璃鋼，可代替鋼板用在車身上，達(dá)到車身的輕量化。– 剛度大、強(qiáng)度高、耐熱、耐磨、質(zhì)量輕等，能滿足各種特殊用途。德國(guó) Opel公司裝在 OHC發(fā)動(dòng)機(jī)上行駛 30萬(wàn) km的效果未見異常。– 熱塑性塑料快速成型工藝；快速低溫連接方法；亞微觀水平的添加劑；低溫涂料及工藝；無(wú)油漆表面；無(wú)夾具裝配；節(jié)能制造工藝；塑料車身骨架快速成型與裝配。– 開發(fā)燃料電池塑料件制造技術(shù)。– 根據(jù)使用性能要求，制定材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；制定適用于不同材料競(jìng)爭(zhēng)分析的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；建立汽車內(nèi)裝件用先進(jìn)塑料、復(fù)合材料的毒性和對(duì)環(huán)境破壞性的統(tǒng)一評(píng)估方法。– 根據(jù)塑料的組織成分，通過添加同的填料、增塑劑硬化劑制所需性能的塑料，改變材料的機(jī)械強(qiáng)度及加工成型性能，適應(yīng)不同部件的用途。– 塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利。 PC/ABS具有良好的成型性，可加工汽車大型部件，如汽車擋泥板。? PC/ABS合金有良好的涂飾性和對(duì)覆蓋膜的黏附性，因此用 PC/ABS合金制成的儀表板無(wú)需進(jìn)行表面預(yù)處理，可以直接噴涂軟質(zhì)面漆或覆涂PVC膜。 – POM質(zhì)輕，加工成型簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低廉，材料性能與金屬相近。– 除了發(fā)動(dòng)機(jī)部件外，汽車的其他受力部件也可使用增強(qiáng)尼龍，如機(jī)油濾清器，刮雨器，散熱器格柵等。– 功能結(jié)構(gòu)件：多采用高強(qiáng)度工程塑料，減輕重量，降低成本，簡(jiǎn)化工藝?？梢杂?ADI代替鋼制造汽車輪轂、全輪驅(qū)動(dòng)雙聯(lián)桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)齒輪、曲軸和連桿等。鑄鐵材料的進(jìn)步更使之在汽車上的應(yīng)用出現(xiàn)了新亮點(diǎn)。車門內(nèi)板、車門外板、底盤件、覆蓋件內(nèi) /外板、行李箱蓋內(nèi) /外板以及舉升門內(nèi) /外板。? 先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（ AHSS）鋼種：雙相鋼（ DP， Dual Phase）、復(fù)相鋼（或多相鋼）（ CP， Complex Phase）、相變誘發(fā)塑性鋼（ TRIP， Transformationinduced Plasticity）、馬氏體鋼（ Mart， Martensite）。該項(xiàng)目的是從整體上研究開發(fā)新一代鋼鐵材料汽車結(jié)構(gòu)（車身、覆蓋件、懸掛系、發(fā)動(dòng)機(jī)支架及所有與結(jié)構(gòu)和安全相關(guān)的部件）。TSINGHUA UNIVERSITY鋼? 鋼板? 機(jī)構(gòu)制造用鋼? 鋼管? 耐熱鋼? 燒結(jié)合金TSINGHUA UNIVERSITY鋼板：約占汽車重量的 50%，幾乎全用于車身。 進(jìn)氣歧管 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用制動(dòng) /加速器支架有應(yīng)用 有應(yīng)用 汽車底盤系統(tǒng)車輪 有應(yīng)用 有應(yīng)用 手套箱門 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 膝墊保持架 有應(yīng)用 – 由于鎂合金低的熱容量和比較高的熱膨脹特性，切削加工中細(xì)切屑容易引燃。? 對(duì)壓延板材的中厚板和薄板可采用等離子弧焊方法。TSINGHUA UNIVERSITY按工藝分類變形鎂合金 鑄造鎂合金1. MgMn：承載力不大，耐蝕性和可焊性好2. MgAlZn：飛機(jī)、航天器中等承載結(jié)構(gòu)件3. MgZnZr：飛機(jī)結(jié)構(gòu)件4. MgLi：重量輕、抗沖擊、低承載結(jié)構(gòu)件5. MgTh：航天器耐熱結(jié)構(gòu)件6. MgRE：飛行器中等承載結(jié)構(gòu)件1. MgAlZn：綜合性能好，應(yīng)用廣泛2. MgZnZr和 MgZnZrRE： 較高室溫和高溫性能3. MgTh：抗蠕變、可焊、防滲漏按合金化元素分類MgMnMgAlZnMgZnZrMgThMgLiMgRe按合金特性分類室溫高強(qiáng)鎂合金耐熱鎂合金抗蝕鎂合金可焊鎂合金超輕鎂合金合金分類TSINGHUA UNIVERSITY鎂合金的工藝性能? 鑄造性能：– 動(dòng)力學(xué)粘度低，比鋁合金更容易充型。– 良好的鑄造性能，鎂允許鑄件壁厚小至 。? 2023年北美用于發(fā)動(dòng)機(jī)支座的鋁合金達(dá) 4082t，共生產(chǎn)鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)支座 25 5萬(wàn)件；每輛轎車用于罩蓋、后行李箱蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件的鋁合金質(zhì)量達(dá) 223kg。 – 該聯(lián)盟由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司、東風(fēng)汽車公司、浙江吉利控股集團(tuán)有限公司、奇瑞汽車有限公司、重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司、中國(guó)汽車工程研究院、吉林大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、寶山鋼鐵股份有限公司、西南鋁業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司等 12家單位共同組成。TSINGHUA UNIVERSITYTSINGHUA UNIVERSITY? 汽車輕量化的發(fā)展方向：– 基于改善汽車燃油效率的輕量化? 70年代的石油危機(jī)導(dǎo)致引擎相關(guān)部件的鋁化（鑄件、壓鑄）；? 車重每降低 10%，燃油效率可提高 6~8%。– 應(yīng)當(dāng)便宜和便于制造。TSINGHUA UNIVERSITY摩擦材料選擇? 制動(dòng)塊或制動(dòng)蹄：車輪總成的靜止部分。– 摩擦材料的最高工作溫度應(yīng)比預(yù)期的最高溫度高，以確保轉(zhuǎn)子在最惡劣的環(huán)境下完好。? 環(huán)境相宜性：法規(guī)的要求對(duì)汽車部件的和選擇也有影響。TSINGHUA UNIVERSITY汽車材料選擇需要考慮的因素? 適用性：材料的性能必須滿足具體要求。TSINGHUA UNIVERSITY第 3講 現(xiàn)代汽車用材料技術(shù)TSINGHUA UNIVERSITY一、汽車材料構(gòu)成現(xiàn)狀二、鋁、鎂輕金屬的應(yīng)用狀況三、汽車用鋼鐵材料現(xiàn)狀四、塑料及其它輕量化材料五、 汽車材料的再生TSINGHUA UNIVERSITY一、汽車材料構(gòu)成現(xiàn)狀TSINGHUA UNIVERSITY汽車的材料構(gòu)成? 一輛汽車由上萬(wàn)個(gè)零部件組裝而成，而上萬(wàn)個(gè)零部件又是由上千種不同材料、幾千種不同的規(guī)格品種加工制造出來(lái)。– 除了直接的工程應(yīng)用問題外，材料選擇還需考慮污染和再循環(huán)利用這樣的政治問題。– 部件和產(chǎn)品的制造方法和規(guī)模對(duì)材料也有