汽車新材料應(yīng)用的現(xiàn)狀

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1、鄭州科技學(xué)院汽車應(yīng)用材料專業(yè)：汽車檢測(cè)與維修班級(jí)：09汽修二班學(xué)號(hào)：200913108姓名：劉二建汽車新材料應(yīng)用的現(xiàn)狀材料是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)而言之，汽車應(yīng)用材料包括了制造汽車各種零部件用的汽車工程材料，以及汽車在使用過(guò)程中使用的燃料和工業(yè)液等汽車運(yùn)行材料。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的功能日益完善，汽車的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的汽車通常由兒千個(gè)零件組成，現(xiàn)代高級(jí)矯車由幾萬(wàn)個(gè)零部件組成。為滿足汽車節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適的要求,實(shí)現(xiàn)輕量化、高強(qiáng)度、高性能的H標(biāo)，構(gòu)成汽車的材料也發(fā)生了巨大的變化。通常按照材料的成分,將汽車材料分為

2、金屬材料和非金屬材料兩大類。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)汽車材料除金屬材料、非金屬材料外，復(fù)合材料和納米材料也將獲得廣泛應(yīng)用汽車新材料的種類從前的高強(qiáng)度鋼板，拉延強(qiáng)度雖高于低碳鋼板，但延仲率只有后者的50%，故只適用于形狀簡(jiǎn)單、延伸深度不大的零件?，F(xiàn)在的高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當(dāng)?shù)奈⒘吭兀?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)420N/mm2,是普通低碳鋼板的2~3倍，深拉延性能極好，可乳制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中國(guó)奇瑞汽車公司與寶鋼合作，2001年在試制樣車上使用的

3、高強(qiáng)度鋼用量為262kg,占車身鋼板用量的46%,對(duì)減重和改進(jìn)車身性能起到了良好的作用。2.鋁合金與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度小(2.7g/cm3),比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可冋收再生等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟。德國(guó)人眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(jié)構(gòu)，使其總質(zhì)量減少了135kg,比傳統(tǒng)鋼材料車身減輕了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過(guò)使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個(gè)減至29個(gè)，車身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，

4、還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。由于所有的鋁合金都可以iHl收再生利用，深受環(huán)保人士的歡迎。3.鎂合金和軟合金鎂的密度為1.8g/cm3,僅為鋼材密度的35%,鋁材密度的66%。此外它的比強(qiáng)度、比剛度高，阻尼性、導(dǎo)熱性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，因此在航空工業(yè)和汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。鎂的儲(chǔ)藏量十分豐富，鎂可從石棉、白云石、滑石中提取，特別是海水的鹽分中含3.7%的鎂。近年來(lái)鎂合金在世界范圍內(nèi)的增長(zhǎng)率高達(dá)20%。鑄造鎂合金的車門(mén)由成型鋁材制成的門(mén)框和耐碰撞的鎂合金骨架、內(nèi)板組成。另一種鎂合金制成的車門(mén)，它

5、由內(nèi)外車門(mén)板和中間蜂窩狀加強(qiáng)筋構(gòu)成，每扇門(mén)的凈質(zhì)量比傳統(tǒng)的鋼制車門(mén)輕10kg，且剛度極高。隨著壓鑄技術(shù)的進(jìn)步，已町以制造出形狀復(fù)雜的薄壁鎂合金車身零件，如前、后擋板、儀表盤(pán)、方向盤(pán)等。鈦的比重為4.6g/cm3,僅是鐵的1/2,但強(qiáng)度和硬度超過(guò)了鋼，且不鉍生銹。用欽合金鑄造的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件更輕、更堅(jiān)同和更耐腐蝕，鈦合金車身討以承受更大的作用力。泡沫合金板由粉末合金制成，其特點(diǎn)是密度小，僅為o.ro.7g/cm3,彈性好，當(dāng)受力壓縮變形后，可憑自身的彈性恢復(fù)原料形狀。泡沫合金板種類繁多，除了泡沫鋁合金板外，還有泡沫鋅合金、

6、泡沫錫合金、泡沫鋼等，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇。由于泡沫合金板的特殊性能，特別是出眾的低密度、良好的隔熱吸振性能，深受汽車制造商的青睞。目前，用泡沫鋁合金制成的零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋等。5.高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料復(fù)合材料是一種多相材料，是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬和金屬等原材料復(fù)合而成。目前玻璃纖錐增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料和碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料在汽車上已經(jīng)獲得成功的應(yīng)用。玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料耐腐蝕、絕緣性好，特別是有良好的可塑性，對(duì)模具要求較低，對(duì)制造車身大型覆蓋件的模具加工工藝較簡(jiǎn)易，生產(chǎn)周期短，成本較低。在矯車和客車上，

7、采用玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料制造的矯車車身覆蓋件、客車前后圍覆蓋件和貨車駕駛室等零部件。高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料（CFRP），因其質(zhì)量小，而且具有高強(qiáng)度、高剛性，有良好的耐蠕變與耐腐蝕性,因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用，美國(guó)開(kāi)展的最好。6.工程塑料與通用塑料相比，工程塑料具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電性能、耐化學(xué)性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn)，且比要取代的金屬材料輕、成型時(shí)能耗少。二十世紀(jì)七十年代起，以軟質(zhì)聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業(yè)中被廣泛

8、采用。蜂窩夾芯復(fù)合板是兩層薄面板屮間夾一層厚而極輕的蜂窩組成。根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂蜂窩、鋁蜂窩等；面板可以采用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。由于蜂窩夾芯復(fù)合板具有輕質(zhì)、比強(qiáng)度和比剛度高、抗振、隔熱、隔音和阻燃等特點(diǎn)，故在汽車車身上獲得較多應(yīng)用，如車身外板、車門(mén)、車架、保險(xiǎn)杠