【正文】 技術(shù)；使用復(fù)合夾層鋼板；車身組裝廣泛采用激光焊接。 變速箱定子 有應(yīng)用 發(fā)動機(jī)油盤 TSINGHUA UNIVERSITY系統(tǒng) 產(chǎn)品 通用 福特 克萊斯勒 歐洲 亞洲制動 /離合器支架 門把手 有應(yīng)用 有應(yīng)用 TSINGHUA UNIVERSITY? 切削加工性能 :– 鎂合金切削阻抗小，切削能耗是軟鋼的 1/6，鋁的 1/2，易于切削加工，可以在高速，大切削量下進(jìn)行加工。– 200℃ 及以上，多種面都可以參與變形。比鋁和鋅有更好的加工及切削特性。主要包括板、帶、箔、管、各種形狀的擠壓型材和鍛件等。TSINGHUA UNIVERSITY二、鋁、鎂輕金屬的應(yīng)用狀況TSINGHUA UNIVERSITY鎂合金產(chǎn)業(yè)化表 1? 使用鋁鎂輕合金等有色金屬材料、塑料聚合物材料、陶瓷材料等密度小、強(qiáng)度高的輕質(zhì)材料，或者使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的截面厚度較薄的高強(qiáng)度鋼；– 采用先進(jìn)的制造工藝，使用基于新材料加工技術(shù)而成的輕量化結(jié)構(gòu)用材? 如連續(xù)擠壓變截面型材、金屬基復(fù)合材料板、激光焊接板材等。– 認(rèn)為多材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)代表了今后汽車車身結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢。– 與轉(zhuǎn)子匹配，減緩整體失效，摩擦材料自身和支撐其鋼結(jié)構(gòu)之間的粘接很重要。– 應(yīng)耐磨，因?yàn)楦鼡Q摩擦塊或制動蹄更容易、更便宜。–在某些方面，成本和法規(guī)是主要因素。? 噪聲、振動? 美學(xué)特點(diǎn)、靜態(tài)造型、色彩、紋理、感覺和氣味。? 金屬在靜態(tài)和動態(tài)條件下，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度和韌性。其它物理特性也滿足要求。? 經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)因素和商業(yè)因素至關(guān)重要。–只有對所有方案進(jìn)行比較后，才能做出滿意的材料選擇決策，TSINGHUA UNIVERSITY案例：制動系統(tǒng)的材料選擇分析? 在制動系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)作用下，摩擦副的相對旋轉(zhuǎn)使車速降下來的摩擦阻力矩。– 應(yīng)當(dāng)便宜并且容易制造。– 應(yīng)有相對高的溫度，以防止摩擦表面產(chǎn)生熱衰減，由于復(fù)合材料的性質(zhì)，制動塊材料的工作溫度始終低于最高溫度。– 通過對多材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既能改進(jìn)汽車性能，又能顯著減小質(zhì)量。 TSINGHUA UNIVERSITY? 美國政府于 1993年推出的 PNGV（ Partner of New General Vehicle ）計(jì)劃：要求轎車的整備質(zhì)量降低 40%，使轎車每加侖汽油可行駛 80英里（三倍燃料效率）及有效降低排放。物理、機(jī)械特性比較材料 比重 熔點(diǎn)(℃ ) 導(dǎo)熱率(W/m) 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 屈服強(qiáng)度 (MPa)延伸率(%)比強(qiáng)度(?/?)彈性模量(GPa)鎂合金AZ91D 598 54 250 160 7 138 45AM60B 615 61 240 130 13 133 45鋁合金A380 595 100 315 160 3 116 71鋼鐵碳素鋼 1520 42 517 400 22 80 200塑料 ABS ? 96 ? 60 93 ?P C ? ? 118 ? 95 ?鎂合金、鋁合金、鋼鐵、塑料的物理和力學(xué)性能TSINGHUA UNIVERSITY各種輕型材料與鋼材具有相同彎曲剛性和彎曲強(qiáng)度時的厚度比與質(zhì)量比值材料名稱彎曲 剛 性相同 彎曲 強(qiáng) 度相同厚度比 質(zhì) 量比 厚度比 質(zhì) 量比Mg(AZ91) Mg(Am50) Mg(AZ80T5) Mg(AZ31H24) Al(A380) Al(A356T6) Al(6061T6) Al(5182H24) 塑料（Pulse2023） TSINGHUA UNIVERSITY1. 鋁合金在汽車中的應(yīng)用狀況?鋁合金零部件生產(chǎn)采用的主要成型工藝為鑄造和變形。 ? 主要用于制造保險杠、發(fā)動機(jī)罩、制動器總成的保護(hù)罩、消聲罩、防抱死制動系統(tǒng)、熱交換器、車身構(gòu)架、座位、車箱底板等零部件。 – 可回收再用，比許多塑料材料更符合環(huán)保的要求。當(dāng)溫度超過 225 ℃ 時，鎂的塑性變強(qiáng)。– 切削過程中發(fā)熱少，切屑易斷，刀具磨損小，壽命顯著延長，采用碳素鋼刀具加工鎂合金，刀具壽命比加工鋁合金時高 5～ 10倍。座架 有應(yīng)用 駕駛桿部件 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用收音機(jī)殼 門窗調(diào)節(jié)器蓋 有應(yīng)用 陽蓬板 有應(yīng)用 有應(yīng)用 ABS機(jī)架支架 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用 有應(yīng)用離合器殼 /活塞有應(yīng)用 ? 可以在不增加成本的前提下實(shí)現(xiàn)車身降重 25%（以 4門轎車為參照），且靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度提高 80%，靜態(tài)彎曲剛度提高52%，第一車身結(jié)構(gòu)模量提高 58%，滿足全部碰撞法規(guī)要求。? 鍍層鋼板在北美也有很大的發(fā)展。– 預(yù)計(jì)歐洲 2023年鍍層鋼板將在白車身中的應(yīng)用達(dá)到 91%。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。? 球墨鑄鐵 – 鐵素體球墨鑄鐵拉伸強(qiáng)度可達(dá) 500MPa，韌性也較高，因此多用于底盤零件，有的車型甚至用作轉(zhuǎn)向節(jié)等保安件。采用蠕鐵制造氣缸體還可改善摩擦磨損性能、降低振動和噪音、改善排放。? 尼龍具有較好的綜合性能，用玻纖改性后的尼龍，主要性能得到很大的提高，如強(qiáng)度、制品精度、尺寸穩(wěn)定性等均有很大的提高。– 在相對濕度較高、十分潮濕的情況下，由于潮濕易引起塑性降低，電器節(jié)點(diǎn)處容易引起腐蝕，常可使用改性 PBT。 – 汽車內(nèi)裝件： PC/ABS合金是最適合用于汽車內(nèi)裝件的材料。? 彈性體增韌 PC/PBT合金和 PC/PET合金更適合制作汽車車身板、汽車側(cè)面護(hù)板、擋泥板、汽車門框等。可用于制作汽車外部件，如大型擋板、緩沖墊、后阻流板等。? 現(xiàn)代汽車都采用塑化儀表板方向盤，增強(qiáng)緩沖作用。TSINGHUA UNIVERSITY塑料未來技術(shù)發(fā)展方向? 內(nèi)裝件– PVC不久將從內(nèi)飾件應(yīng)用中退出；聚氨酯因其柔軟的觸感，預(yù)計(jì)在內(nèi)飾件（尤其是高檔車）上的應(yīng)用會不斷增長，而中檔車在內(nèi)飾PP化推動下可能更傾向于采用 TPO； PU在內(nèi)飾中尚難以被其他材料取代；復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)件（如座椅骨架）和吸收沖擊能量的零件上的應(yīng)用將會增長；金屬－塑料混合材料在內(nèi)裝件中的應(yīng)用極具潛力。– 照明納入總體設(shè)計(jì)；內(nèi)、外裝材料體系同一化。– 連接與密封技術(shù)；修理技術(shù)；新的零部件成形技術(shù)。 – 組裝式粉末冶金空心凸輪軸是近年來的新產(chǎn)品，它是由鐵基粉末冶金材料制成凸輪，然后用燒結(jié)或機(jī)械的辦法固定在空心鋼管上組成。由于鈦的價格昂貴，至今只見在賽車和個別豪華車上少量應(yīng)用。? 陶瓷基復(fù)合材料。?在風(fēng)吹雨打作用下，很快會失去循環(huán)利用的價值。從 2023年起，汽車生產(chǎn)企業(yè)或進(jìn)口汽車總代理商要負(fù)責(zé)回收其銷售的汽車產(chǎn)品及其包裝物品或委托相關(guān)機(jī)構(gòu)企業(yè)負(fù)責(zé)。此外，這種材料分類回收也可以從廢舊汽車中回收相當(dāng)數(shù)量的有色金屬、非金屬以及貴金屬材料一。 – 規(guī)定了各成員國應(yīng)具有回收廢舊汽車的國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施并制定明確的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，確保在良好的環(huán)境狀況下研究和處理報廢汽車的回收利用問題。TSINGHUA UNIVERSITY? 狀況良好的零件將拆下來再次銷售。采用磁法或手工方法分揀出的鑄鐵將賣到鑄造廠。– 含雜質(zhì)較多的廢鋼被利用的程度十分有限? 回收汽車廢鋼鐵主要是被送到煉鋼廠重新入爐冶煉而再生利用。包括按照聚合物類型進(jìn)行機(jī)械分類，以及后續(xù)碾碎、清洗和返回最初的應(yīng)用。– 四次回收。? 復(fù)合材料的回收 ：– 是目前最大的挑戰(zhàn)。因此，片狀模塑料制造的零件可以撕開、粉碎，細(xì)粉末可以添加到純凈原料中。回收的能量多少取決于塑料本身；聚丙烯大約回收40%，而 PVC只能回收一半。? 對于消費(fèi)產(chǎn)品而言，在產(chǎn)品上鑄有塑料工業(yè)協(xié)會 (SPI)的分類代碼 (表 56)對分揀是很有幫助的， X射線或紅外探測器的自動分揀流水線的使用越來越廣泛。? 優(yōu)質(zhì)鋼的冶煉中搭配這種廢料是被禁止的。? 車身用慢速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)輪撕裂分離，撕裂的材料將用錘式破碎機(jī)搗碎。? 輪胎將被拆除，除非可以找到特殊的用途 (如加入鋪路的瀝青中 )，否則將被視為沒有價值，這也是聚合物普遍存在的問題。 – 報廢汽車的處理費(fèi)用需由汽車生產(chǎn)廠家 /汽車進(jìn)口代理商完全承擔(dān)或大部分承擔(dān)。– 歐美、日本等發(fā)達(dá)國家制定的回收法規(guī)已引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視， Alting提出了面向回收的設(shè)計(jì)的概念，即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，就考慮到產(chǎn)品未來的回收及再利用問題，從而大大提高產(chǎn)品、零件的回收利用率，節(jié)省資源和能源，并對環(huán)境影響最小。? 規(guī)定到 2023年報廢汽車的可回收再利用率質(zhì)量部分達(dá)到 90%，材料部分達(dá)到80%，到 2023年報廢汽車的叫回收再利用率質(zhì)量部分達(dá)到 95%，材料部分達(dá)到85%，要達(dá)到這目標(biāo)– 報廢汽車可分為使用年限報廢車和事故報廢車，在報廢處理工藝上應(yīng)有科學(xué)檢測，視情拆解的處理過程，這樣有利于汽車零部件丙制造和可再生材料的精料回收。– 組成汽車的零部件主要是鋼鐵、橡膠、石油化工制品、有色金屬、非金屬材料一以及電子、電器產(chǎn)品，并且隨著汽車上電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車配件業(yè)的大批量、模塊化生產(chǎn)，? 廢舊汽車拆解業(yè)是我國的新興產(chǎn)業(yè)，但規(guī)模小，布點(diǎn)分散，資源少，拆解技術(shù)落后，工藝粗放，工人勞動條件差，管理不規(guī)范。其主要用于制造汽車發(fā)動機(jī)氣門、挺柱、增壓器渦輪、也可用于氣缸蓋、活塞銷以及排氣管。該復(fù)合材料以 Ti6Al4V合金為基體，以 TiB為增強(qiáng)體，用粉末冶金法生產(chǎn)，已在發(fā)動機(jī)連桿上應(yīng)用。此種凸輪軸已在高速汽油機(jī)上使用，隨 ?柴油機(jī)凸輪軸服役工況的日益苛刻，粉末冶金空心凸輪軸有推向柴油機(jī)的趨勢。– 建立零部件抗長期老化性、疲勞耐久性的快速試驗(yàn)方法；建立汽車結(jié)構(gòu)件的預(yù)測工程手段和系統(tǒng)。TSINGHUA UNIVERSITY? 發(fā)動機(jī)零部件– 開發(fā)低成本的耐熱樹脂材料。– 開發(fā)快速制造技術(shù)；適應(yīng)不同材料體系的一步成形技術(shù)；人工智能系統(tǒng)。TSINGH