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1、讨论区讨论区 - 长城技术论坛长城技术论坛 - 查看文章查看文章标题:现代汽车的化工材料作者:姚瑜发表时间:2005-07-25 11:26:27状态:回复 0 篇 阅读 16 次附件:无 20 世纪初，汽车主要的材料是金属和木材，许多汽车的车厢是用木材做成的。21 世纪的今天，汽车主要材料也是金属材料，但木材已让位于化工材料，木材仅充当一种装潢的角色。 现代汽车的化工材料对汽车质量起重要作用。它们主要分为两大类，一类是制造零部件的材料，例如车身覆盖件和装饰件，另一类是用于密封、粘接、减振用的辅助材料。 汽车车身传统的金属材料部件，已经大量采用化工材料。使用化工材料既可以减轻重量，简化工艺，还
2、可以降低成本。例如轿车前后的保险杠，有些采用掺加玻璃纤维增强的聚丙烯热塑型塑料，用注射式压力成型工艺方式，有些采用聚氨脂材料，用反应注射成型工艺方式，简单快捷。采用聚丙烯、聚乙烯等材料，通过上述工艺方式，还可以制造翼子板、轮眉、扰流板、散热器罩、发动机罩、行李箱盖等，材料弹性的高低由玻璃纤维的成份来确定。例如雷诺风景的翼子板就是由富有弹性的塑料材料做成的。 一些车身上的装饰件，例如车身装饰镶条、防擦条等，对保护汽车的漆面，增加车身的观赏性起到很好的作用，选择这些材料要求柔性好，高温保形性好，抗擦伤力强，容易上漆等。而这些材料大都采用聚氯乙烯、乙丙烯橡胶等材料，用注射成型或挤压成型方式做成。 为
3、了提高轿车防腐性，可以在车架金属空腔型材注入不老化腊以做防腐处理。在车身上有一些金属空腔型构件，例如车身的粱和柱体等构件，以前是没有填注任何东西的，因此这些空腔型构件往往会引起腔内空气的共鸣而产生噪声。为了消除这一现象，现在采用一种聚氨脂泡沫材料，将它注入空腔型构件而排出空气。这些聚氨脂泡沫材料分为低密度和高密度两种，低密度的聚氨脂泡沫可注填构件中坑沆洼洼的地方，当泡沫注入后其液体混合物会迅速膨胀起来，膨胀体积可达初始体积的 40 倍，最后形成固化的泡沫层。高密度的聚氨脂泡沫用于比较受力的粱、柱等重要构件，其缓速膨胀特性能使泡沫填满空腔的每个部位，它的膨胀体积有初始体积的 10 倍左右，经过完
4、全固化后起到增强构件的作用。 密封胶、玻璃胶、加强胶、粘合胶等都是汽车常用的化工产品。密封胶是以聚氯乙烯为基质的化工涂料，顾名思义就是保持整个汽车及部件的密封作用，主要防止外界的灰尘、潮气水份及烟雾入侵。以车身为例，密封胶主要用于填补车体内的缝隙和线管孔；玻璃胶主要用于粘接档风玻璃，使它们与车身牢固地和接在一体。玻璃胶强度好且富有弹性，安装后的档风玻璃能与车身构体牢固结合在一起，不仅密封性好，而且对玻璃还有减振及抗压作用；加强胶用来加强金属板件和塑料板件的粘合，它是一种复合材料，形状象双面胶纸，主要成份是带粘性的高聚物体，可用于构件结合部、间缝、车内地板、行李箱等处，能将不同基质的物件牢固地结
5、合在一起并增加强度。只要将加强胶裁成所需形状尺寸，揭去防粘纸粘贴在需加强的部位，其胶质经过烤漆工序之后就会凝结变硬，从而可增强原材料的强度。粘合胶是诸如环氧树脂、聚酯树脂等粘合材料，能粘贴各种结构元件，主要粘接塑料、复合塑料以及金属材料，而且具有密封作用。粘合胶能减少熔焊接及机械铆接的比重，应用在车身外壳、支撑件和装饰条的粘接等。 现代汽车的新材料新工艺 汽车材料与汽车制造成本和耐用程度密切相关，现代汽车的技术进步，很大程度就是材料技术的进步。随着汽车技术的发展，过去没有见过或者很少见过的材料和工艺，现在已经应用在汽车上。 以前，稀土元素是十分陌生的名词，现在已是现代车用钢板的“补品” 。稀土
6、元素指镧、钪、钇等性质相近的金属元素，钢经过稀土元素处理，可以明显提高韧性和塑性，改善冲压性能。添加了稀土元素的钢材用于汽车的车轴、骨架梁等。另外，由于汽车电气化程度增加，电动调节座椅、电动后视镜、电动天窗、电动门窗、电动雨刮、空调器等都需要应用到许多小型电机。现在一般轿车上已有十几个电机，高级轿车多达几十个，数量将越来越多，已成为不可缺少的汽车部件。追求小型、轻量、高功率是汽车电机必须要走的方向。在汽车电机改造中，高性能的磁性材料起到关键作用。一种稀土永磁材料是钐、钕混合稀土金属与钴、铁等金属组成的合金，用粉末冶金方式压型烧结，经磁场充磁后得到的磁性材料，它的磁性能比磁钢高出100 多倍，使
7、用稀土磁体可以减少电机重量和体积，今后稀土永磁电机将广泛用于汽车上。 在汽车构件材料方面，近年除了广泛采用铝合金、镁合金外，还出现了一种钒合金。用钒元素生产的钒钢、钒钛合金具有高强度低重量的特点。为了减少汽车重量，一些汽车的连接件是用含 5%钒的钛合金制造的。此钒钛合金能够适应汽车零部件的高速机械运作的苛刻环境。橡胶密封件是汽车装配的重要辅助零件，对汽车运行质量影响很大。橡胶密封件要有良好的机械强度、弹性和耐油耐水不变形的特性，是保证发动机、底盘及其它部分不渗油不渗水的关键。现在一些质量好的橡胶密封件通过交联（硫化）产生持久的“橡胶弹性” ，根据不同的品种具有从零下 50 摄氏度到零上 180
8、 摄氏度的使用温度范围，以适应不同的安装部位。例如新型车门密封条是由多种化学组分构成，硬软结合，能承受各种干燥、潮湿、寒冷和炎热的环境条件变化，抗光降解，并且在经受无数次的开关循环后仍能在其位置上保持良好的功能。上海研制的一种纤维增强复合密封材料，即非石棉纤维增强橡胶密封材料具有很高的机械强度、弹性和环境适应性，可广泛用于发动机、变速器、油泵、水泵的密封。 近年来塑料在车上用途广泛。保险杠、仪表板、塑料覆盖件等汽车塑料零件，除了要求有较高的加工质量外，还要求有较好的机械物理性能。这类塑料零件是采用塑料增强反应注射成形工艺（RRIM)，其方法是将两组添加了玻璃纤维增强材料的液体树脂进行计量混合并
9、注入模腔，在模腔内两组液体发生化学反应并固化成一定形状的塑料制品。例如用上述工艺制成的聚氨酯制品，其表面紧密，内部松软，摸上去有弹性，又具有一定的机械强度，非常适合于汽车仪表板、内饰覆盖件等。现在汽车塑料聚氨酯用量较多，一辆普通轿车大约需要使用 16 公斤的聚氨酯，高级轿车用量更多。同时也对聚氨酯的品质越来越苛求。例如现在大部分轿车前档风玻璃都是大斜角布置，这样在长时间的强烈阳光照射下，仪表板表面会被烤得高温，所以制造仪表板的塑料材料还要能承受耐热变形。又如德国拜耳(Bayer)公司用聚氨酯注射成形工艺做成的保险杠，壁厚小于 2.5 毫米，重量减轻了，节省了材料成本，却又不损害构件的强度、弹性和耐气候变化的性能。除了车身覆盖件外，一些汽车的前照灯玻璃罩也用塑料制造。例如拜耳公司做成的塑料散光玻璃，与传统玻璃相比，不但车灯重量明显减轻，而且有更大的可塑性，可依照安装位置做成各种形状。 用更轻、更耐用、对环境污染更小并可回收的材料是汽车选材的方向。这涉及到材料的选择、组成、加工过程。新型材料需要新型制造技术，制造技术是决定材料实用化的关键，因此这些技术往往是各国汽车业的尖端技术。
