未來的新材料!懂行的請進!
作者:化工綜合網發布時間:2023-11-18分類:聚合物瀏覽:81
現在的汽車制造業
主要采用鋼 鐵 鋁
這些材料會嚴重影響未來地球資源
可以說 樓主的想法非常好
我認為你設計的汽車首先要環保、輕質、節能的
所以我認為可以取代現有材料的
又具備以上特點
車身新材料的種類
高強度鋼板
從前的高強度鋼板,拉延強度雖高于低碳鋼板,但延伸率只有后者的50%,故只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件?,F在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當的微量元素,經各種處理軋制而成,其抗拉強度高達420N/mm2,是普通低碳鋼板的2~3倍,深拉延段橡性能極好,可軋制成很薄的鋼板,是車身輕量化的重要材料。到2000年,其用量已上升到50%左右。中國奇瑞汽車公司與寶鋼合作,2001年在試制樣車上使用的高強度鋼用量為262kg,占車身鋼板用量的46%,對減重和改進車身性能起到了良好的作用。
低合金高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板和高強度1F冷軋鋼板等,車身設計師可根據板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。
含磷高強度冷軋鋼板:含磷高強握畢旁度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板,也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為:具有較高強度,比普通冷軋鋼板高15%~25%;良好的強度和塑性平衡,即隨著強度的增加,伸長率和應變硬化指數下降甚微;具有良好的耐腐蝕性,比普通冷軋鋼板提高20%;具有良好的點焊性能;
烘烤硬化冷軋鋼板:經過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理,屈服強度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度,是車身外板輕量化設計首選材料之一;
冷軋雙向鋼板:具有連續屈服、屈強比低和加工硬化高、兼備高強度及高塑性的特點,如經烤漆后其強度可進一步提高。適用于形狀復雜且要求強度高的車身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件,如車門加強板、保險杠等;
超低碳高強度冷軋鋼板:在超低碳鋼(C≤0.005%)中加入適量的鈦或鈮,以保證鋼板的深沖性能,再添加適量的磷以提高鋼板的強度。實現了深沖性與高強度的結合,特別適用于一些形狀復雜而強度要求高的沖壓零件。
輕量化迭層鋼板
迭層鋼板是在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復合材料,表層鋼板厚度為0.2~0.3mm,塑料層的厚度占總厚度的25%~65%。與具有同樣剛度的單層鋼板相比,質量只有57%。隔熱防振性能良好,主要用于發動機罩、行李箱蓋、車身底板等部件。
鋁合金
與汽車鋼板相比,鋁合金具有密度?。?.7g/cm3)數宏、比強度高、耐銹蝕、熱穩定性好、易成形、可回收再生等優點,技術成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車,由于采用了全鋁車身骨架和外板結構,使其總質量減少了135kg,比傳統鋼材料車身減輕了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件,車身零件數量從50個減至29個,車身框架完全閉合(見圖1)。這種結構不僅使車身的扭轉剛度提高了60%,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回收再生利用,深受環保人士的歡迎。
根據車身結構設計的需要,采用激光束壓合成型工藝,將不同厚度的鋁板或者用鋁板與鋼板復合成型,再在表面涂覆防腐蝕材料使其結構輕量化且具有良好的耐腐蝕性。
鎂合金
鎂的密度為1.8g/cm3,僅為鋼材密度的35%,鋁材密度的66%。此外它的比強度、比剛度高,阻尼性、導熱性好,電磁屏蔽能力強,尺寸穩定性好,因此在航空工業和汽車工業中得到了廣泛的應用。鎂的儲藏量十分豐富,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。近年來鎂合金在世界范圍內的增長率高達20%。
鑄造鎂合金的車門由成型鋁材制成的門框和耐碰撞的鎂合金骨架、內板組成。另一種鎂合金制成的車門,它由內外車門板和中間蜂窩狀加強筋構成,每扇門的凈質量比傳統的鋼制車門輕10kg,且剛度極高。隨著壓鑄技術的進步,已可以制造出形狀復雜的薄壁鎂合金車身零件,如前、后擋板、儀表盤、方向盤等。
泡沫合金板
泡沫合金板由粉末合金制成,其特點是密度小,僅為0.4~0.7g/cm3,彈性好,當受力壓縮變形后,可憑自身的彈性恢復原料形狀。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、泡沫錫合金、泡沫鋼等,可根據不同的需要進行選擇。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動機罩、行李箱蓋等。
蜂窩夾芯復合板
蜂窩夾芯復合板是兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩組成。根據夾芯材料的不同,可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強樹脂蜂窩、鋁蜂窩等;面板可以采用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。由于蜂窩夾芯復合板具有輕質、比強度和比剛度高、抗振、隔熱、隔音和阻燃等特點,故在汽車車身上獲得較多應用,如車身外板、車門、車架、保險杠、座椅框架等。英國發明了一種以聚丙烯作芯,鋼板為面板的薄夾層板用以替代鋼制車身外板,使零件質量減輕了50%~60%,且易于沖壓成型。
工程塑料
與通用塑料相比,工程塑料具有優良的機械性能、電性能、耐化學性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩定性等特點,且比要取代的金屬材料輕、成型時能耗少。二十世紀七十年代起,以軟質聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業中被廣泛采用。福特公司開發的LTD試驗車,塑料化后的車身取得了輕量化方面的明顯成果(見表2)。
中國工程塑料工業普遍存在工藝落后、設備陳舊、規模小、品種少、質量不穩定的狀況,而且價格高,缺乏市場競爭力。工程塑料在汽車上的應用僅相當于國外上世紀八十年代的水平。如上海桑塔納轎車塑料用量僅為2.86kg/輛,紅旗CA7228型轎車為2.4kg/輛,而日本轎車平均為14kg/輛,寶馬則更高,為35.64kg/輛。但這種局面將很快被打破,由上海普利特復合材料有限公司投資新建、國內最大的汽車用高性能ABS工程塑料生產基地日前在上海建成投產。此項目引進了世界先進的工程塑料生成線和試驗檢測儀器等設備,形成了年產15,000噸高性能ABS工程塑料的能力。
高強度纖維復合材料
高強度纖維復合材料,特別是碳纖維復合材料(CFRP),因其質量小,而且具有高強度、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。碳纖維復合材料在汽車上的應用,美國開展的最好。
二十世紀八十年代后期,復合材料車身外覆件得到大量的應用和推廣,如發動機罩、翼子板、車門、車頂板、導流罩、車廂后擋板等,甚至出現了全復合材料的卡車駕駛室和轎車車身。據統計,在歐美等國汽車復合材料的用量約占本國復合材料總產量的33%左右,并繼續呈增長態勢,復合材料作為汽車車身的外覆件來說,無論從設計還是生產制造、應用都已成熟,并已從車身外覆件的使用向汽車的內飾件和結構件方向發展。圖2為法國SORA公司為雷諾汽車公司開發的全復合材料轎車車身和重型卡車駕駛室。上海通用柳州汽車公司和東風公司計劃推出全復合材料車身的家庭用小轎車。
車身新材料應用的現狀
目前,國內外車身輕量化的研究方向是開發具有較高強度的輕質高性能新材料及設計新的輕量化結構。通過多年的探索,已取得了新的進展。德國大眾九十年代末開發的路波TDI車型就是采用新設計、新材料、新工藝的綜合成果。
TDI所有車身部件都是輕質金屬制成的,包括前擋泥板、車門、發動機罩和尾門,其中尾門的金屬外層是鋁質,內板是鎂制成的。汽車的內部設備許多也是輕質金屬制成的,如,座椅的框架由鋁制成,方向盤的內骨架是鎂制成。乘客艙和發動機室之間組合隔板是鋁質的。支撐結構通常也是由高強度的薄板金屬制成的。
為解決新材料的防腐蝕保護和連接,大眾采用創新的沖孔鉚接法、迭邊壓接、激光釬焊等技術。
路波TDI的自重為830kg,包括417kg(50.5%)的鋼、136kg輕質金屬(16.4%,包括3.7kg的鎂)、116kg塑料(14.0%)。在保證車身抗扭剛度、使用壽命和安全性的前提下,車身的重量減輕了50kg,汽車的總重減輕了154kg。由于汽車自重大幅度減輕,使得百公里油耗降至2.99升,總能量消耗只是傳統汽車的一半。這意味著二氧化碳的排放量也將減少一半,碳氫化合物的排放量降到四分之一,是典型的環保型轎車,也是世界上批量生產的最經濟轎車之一。
新材料應用的發展趨勢
新材料回收再用性的研究
研究汽車新材料的最終處置問題至關重要,從某種程度上講,關系到它的生存與發展。目前,汽車上約占自重25%的材料無法回收再用,其中三分之一為各種塑料,三分之一為橡膠,還有三分之一為玻璃、纖維。鑒于這種情況,世界各國都花費大量的人力、物力進行材料的回收再生問題的研究?,F在可以通過三種途徑進行回收:顆粒回收,重新碾磨;化學回收,高溫分解;能源回收,將廢棄物作為燃料。
德國在回收塑料等材料的法規是世界上最為完善的,其管理方式非常明確,即首先是避免產生,然后才是“循環使用”和“最終處理”。1991年規定回收塑料中的60%必須是機械性回收,另有40%可以機械回收,也可以采用填埋或能量回收的方式。通過十年的努力,現在的回收率已高達87%。日本是循環經濟立法最全面的國家,其目的是建立一個資源“循環型社會”。為此,日本對廢舊塑料的回收利用一直保持積極態度。此外,日本還大力支持以廢塑料為主的工業垃圾發電事業。計劃到2010年在全國建立150個廢塑料發電設備。
減少材料的品種
未來汽車在工程塑料類型的選擇上將會發生巨大的變化。目前汽車使用的塑料由幾十種高分子材料組成,當前世界各大汽車公司致力于減少車用塑料的種類,并盡量使其通用化。這將有利于材料的回收再生和生態環境的保護。
降低成本
制約汽車車身新材料應用的重要因素是價格。作為主要新材料的高強度鋼、玻璃纖維增強材料、鋁和石墨增強,其成本分別為普通碳鋼的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低這些新材料的制造成本,才可能使諸多新材料進入批量生產。如玻璃纖維增強材料將在成本上成為鋼材的有力競爭者,雖然它的重量減輕有限,但價格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽車工業上很難有所作為。
先進的制造工藝的研發
采用新材料與先進的制造工藝是相輔相成的,汽車工業正在努力開發新的制造方法,對傳統的工藝進行更新。例如:適用于輕量化設計的連接工藝今年來有所發展,如德國某汽車公司在大批生產的轎車上采用CO2激光束焊接,與傳統的焊接工藝相比,焊接成的高強度鋼板車身的強度提高了50%。又如,一些復合材料的SMC殼體的材料較厚,大約為2.5~3mm,限制了輕量化的幅度。法國雷諾公司采用新的A級表面精度的SMC模壓技術和低密度填料,減薄了零件厚度,使轎車殼體重量比普通SMC工藝下降了30%。
車身設計方法的革命
據歐洲汽車界人士預測,在今后十年中,轎車自身質量還將減輕20%,除了大量采用復合材料和輕質合金外,車身設計方法也將發生重大變化。
由于大量采用新型材料,傳統的車身結構及其設計方法可能不再適用,取而代之的是一種基于生物學增長規律的形狀優化設計法,這種設計方法即能減少零件質量,又延長了零件的使用壽命。此外,采用新的設計方法還能使車身零件數大幅度減少。如某車型的零件數已由400個減少到75個,質量減輕30%。美國克萊斯勒汽車公司尚未投放市場的概念車由于采用了創新的優化設計法,使整車自重降至544kg。這說明輕量化設計具有極大的潛力。
現代汽車制造金屬材料的應用及發展方向
隨著科學技術的飛速發展,現代汽車制造材料的構成,發生了較大的變化,高密度材料的比例下降,低密度材料有較大幅度的增加,可以說,從90年代開始,汽車材料向輕量化、節省資源、高性能和高功能方向發展。 一、汽車制造的金屬材料 長期以來,鋼鐵一直是構成汽車的主要材料,在汽車用鋼中,合金鋼比例較高。國外不少汽車采用含Cr、Ni、Mo等元素的結構鋼和含Co量很高的永磁材料,而這些元素的資源都較稀缺,節約合金資源成為指導汽車材料開發和應用的方針之一。 構成汽車的零件約有兩萬多個,在這些零件中,使用了各種各樣的材料(見圖)。其中約86%是金屬材料,而在金屬材料中,鋼鐵材料占了80%。在90年代日本的消費量中冷軋薄板占37%,熱軋薄板33%,特殊鋼24%;另外鋁鑄材料的83%都是用于汽車制造上, 這對日本經濟界的發展產生了很大的影響。 鋼鐵材料的理論強度約為14000MPa,直徑為1~2μm的鐵單晶體試棒可接近這個理論強度,而實際使用材料的最大強度只有2000MPa。從宏觀上看是由于材料的缺陷,在微觀上看是由于結晶的缺陷,所以,為得到強度高而便宜的鋼鐵材料,應盡量減小這些缺陷,并進行各種各樣的研究。 汽車的車體鋼板,以前使用的是容易成型的軟質鋼材。為適應輕量化的需求,以后開發了高張力鋼板。這種鋼板具有成型性好、強度高,并可使板厚減薄的優點。高張力鋼板是在原有鋼板基礎上添加固溶強拆旁化型元素(硅、錳等)和析出強化型元素(鈮、鈦等),并在鋼鐵廠退火爐內連續退火而得到。它有著屈服點低的、復合成分多的特點。 車身外板用的鋼板使用最多的是加磷的抗拉強度為350~400MPa的鋼板,特別是轎車上使用的鋼板,20%~50%都是高張力鋼板。目前,正在進行研究將以前鑄造的一體成型的發動機氣缸體改用鋼板沖壓成型,可大幅度減輕重量而制成輕量化(約33%)的鋼板制氣缸體。另外,驅動系統齒輪由于高功率輸出、輕量化、降低噪聲等的需要,對驅動系統齒輪提出了嚴格的質量要求:強度好,熱處理變形小。為達到這一要求,在鋼鐵材料的制造過程中,采用了連續鑄造法。這種方法跟以前的鑄錠法相比,具有冷卻速度快、成分偏析少的優點,它與制鋼時的真空脫氣技術組合,可以滿足齒輪所要求的強度。進而,為縮小對熱處理變形影響大的鋼的淬透性的偏差,制造出高品質的連續鑄造鋼,現在鑄造的鋼可將日本工業標準規定的淬透性規格限制在1/3上。連續鑄造法具有提高制鋼時的材料利用率和降低制造所耗能源的優點,且由于制造工藝合理旅態橡化也使成本有了降低。 降低成本是和提高質量同等重要的課題,降低成本主要有兩個手段:一是減少合金元素的添加量和降低替代材料的成本。可將價高而且價格不穩定的含Mo的Cr~Mo鋼改用鉬添加量只有其一半的半Mo鋼和硼鋼。二是降低零件制造成本。在這里為降低零件制造所消耗的能源而采用非調質鋼,為提高加工能力,也有采用易切削鋼。因非調質鋼添加了釩,控制了熱鍛后的冷卻速度,省去了淬火、回火的熱處理,故確保了強度。它可在汽車的曲軸、連接件、FF車的車輪等部分使用,其用途可望得到進一步擴大。另外,對于易切削且強度降低少而用于齒輪閉蔽的低鉛、易切削鋼是一種新的易切削鋼材。它可用于小型車的變速器,并具有降低制造成本的效果。 新型彈簧鋼 新型彈簧鋼主要指汽車懸掛系統的彈簧用鋼,目前用的最廣的鋼板彈簧是Si鋼,其性能基本上能滿足使用要求,近年來,變截面少片彈簧在汽車上的應用越來越多,使用這種彈簧可以節約l/3左右的材料,并使汽車的平順性等性能得到改善,同時有顯著的技術經濟效益,但其生產工藝發生了相應的變化,含Si量較高的彈簧鋼具有較高的脫碳傾向,故應發展低Si或無Si的彈簧鋼,以滿足生產的需要。 微合金非調質鋼 在鋼中加入微量V、Ti、Nb等元索、經鍛造或軋制冷卻后在鐵索體、珠光體中析出碳化物或碳氮化物而達到強化,不需要調質,可以減少熱處理工序和設備,避免熱處理變形和淬火裂紋造成的廢品,降低能耗和生產成本。 高強度鋼板 采用高強度鋼板,既可以減少汽車由身的質量,又可以提高汽車的安全性和可靠性,含磷深沖壓高強度鋼板主要應用在車身、駕駛室上的深沖壓件,使用得當,可降低材料消耗10%,雙相鋼板其有較低的屈服強度和高的加工硬化能力,比較適宜于制造變形程度大的沖壓或拉延深件,根據成形特點,可使零件質量減輕30%一60%。 鍍覆鋼板 鍍層鋼板和鋼管的研制與應用,是為了改善耐腐蝕性等性能。國外在汽車上大量使用覆層鋼板。鍍鋁或滲鋁鋼管主要用來制造消聲器,排氣凈化裝置的接觸容器和反應器部件。鍍鋅鋼板用來制造車身、車架、駕駛室、油箱等零件。含鋅、鉻的高分子化合物涂層鋼板,主要用于防腐蝕要求高和不便于涂裝的車身、駕駛室零件。 傳動系材料 齒輪是汽車的重要基礎零件,應按其模數和工況選用不同級別的齒輪鋼。在我國目前變速器和后橋齒輪大都使用2OCrMnTi,需仿制國外成熟的先進鋼種,形成汽車齒輪用鋼系列化。 擴大應用有色輕金屬 有色輕金屬的應用范圍在不斷擴大,鋁的密度為鋼的l/3,用鋁代替鋼可以減少質量50%左右,但鋁的強度低,體積較大。鎂合金的強度比鋁合金高、而與高強使合金結構鋼相近,所以,沖壓鋁、鎂合金作汽車材料,是使汽車減輕質量和節能的一條有效途徑。用鋁合金板可制造發動機罩、行李箱蓋、保險杠、車身內外板件、散熱器,用鎂合金制造操縱桿托架、大粱、離合器殼和變速器殼等。 粉末冶金合金 燒結金屬,是以金屬粉末為原料,作金屬模具內壓縮成形,后燒結而成的,無需加工,材料的成分配制能自由控制,它已應用于軸承、排氣門座、凸輪、齒輪、支架上。這種材料也可以用來制造連桿、消聲器、離合器、轉向系及制動系部件。
隨著粉末冶金工藝和技術新發展,高強度、高耐磨性、耐熱、形狀復雜的燒結結構零件和高性能減摩材料將大量應用于汽車制造中。所以,高強度燒結合金鋼、燒結不銹鋼等結構材料、低噪聲軸承材料、高溫高真空減摩材料、半金屬減摩材料等將進一步得到發展和應用,這將對汽車制造產生巨大的影響。 鋁合金材料 鋁是輕量化首選材料。在高張力鋼板、鋁、塑料與一種稱為FRP的輕量化材料中,鋁起了特別重要的作用。由于鋁的比重只有鐵的1/3,由鐵向鋁轉換也比較容易,所以把活塞、進氣支管、氣缸蓋、盤輪等都采用了重量輕的鋁合金。 在美國和歐洲,保險杠、油箱也將鋼板改用為鋁合金。保險杠用的新鋁合金也多次被開發。但在日本,主要使用的是鋼板和塑料,這是因為歐美等國和日本的鋁價格差異較大。因此,未來汽車的材料構成比例中,歐美地區的鋁將成為主要比率。如在德國的試驗車中,鋁合金使用率已達到全體材料的30%。另外,由于不穩定的鋁價格和強力塑料的推出,每輛汽車中鋁使用量的增加勢頭比以前有所減弱,從精煉鋁在價格來看,鋁仍將是輕量化首選材料。 鎂合金材料 鎂比鋁更輕,且資源豐富。對于易氧化的鎂,由于已開發出效率高的鍛造工藝,使鎂的制造成本下降,但其精煉能源為電力,所以其成本比鋁高。鎂能否在汽車零部件上大量使用,鎂和鋁的價格差成為關鍵。鎂的比重只有鋁的0.64;因此價格差如能控制在1.7倍以下,才有可能使用鎂。據此,從目前輕量化材料的現狀出發,還不如把鋁改換成塑料。但也存在制造設備的供給能力和再循環問題。而在環境問題上,也將會帶來新的問題。 二、汽車金屬材料的應用和發展 汽車板料成形的發展趨勢 為滿足較高的安全標準及乘坐的舒適性,就必須增加轎車的質量,但轎車的質量又極大地影響著轎車的油耗及尾氣的排放量,因此,汽車工業正努力采用輕型結構來減輕汽車質量。這就涉及到對材料及生產工藝的戰略決定。而占整車質量20%~25%的白車身無疑具有很大的減輕質量潛力。 不同的車身結構對減輕車身質量的潛在能力起決定性的作用,這些方法一類為分開的生產方式(自支撐底盤及獨立車身和承載構架及獨立車身),另一類為集成式的加工方法。(金屬板材整體式車身和無車架車身)。如今金屬板材整體式車身在大批量生產中已廣泛使用。 減輕車身質量的方法 大最使用輕質材料是車身減輕質量的主要手段。如今,中型車質量經50%~60%由鋼組成,車身中鋁的結構比僅限于3%~7%(質量)、集中于發動機及底盤生產中。塑料約占10%~15%(質量)。在當今大批量生產中,白車身的主要材料是鋼,但其他材料如鋁合金及塑料正顯得愈加重要,過去白車身材料采用常規低碳鋼,然而為了減輕質量及增加結構性能,高強度鋼(HSS)已變得愈加有前景了。 在可靠的生產工藝下,采用高強度鋼可減輕質量。在大多數情況下,結構板件要求更大的拉深深度以及更加復雜的負載。大批量生產中,屈服強使高達42OMPa的微合金鋼和含磷合金鋼,在結構部件中(防撞擊部件),如車體內側板、內側柱等,已廣泛的應用。 對大批量和小批量生產的影響 在金屬車身面板和結構面板的生產成形中,深沖壓為主要的生產工藝。然而在材料成形方面仍然可以進一步改進。生產工藝必須根據生產規模劃分。白車身內面板和外面板的大規模生產通常由沖壓線和多工位壓機生產,因為這些生產方式可以滿足批量的要求。而材料(尤其是超高強度鋼)對壓力機最大許可壓力和單位工件生產時間有很大影響。 泡沫金屬在未來汽車中的應用 制造從泡沫塑料在建筑中廣泛使用中得到啟發,科學家們考慮在汽車業中使用“泡沫金屬”。目前汽車工業是消耗金屬最多的工業之一,金屬制造業雖然能生產2500多種性能各異的鋼材和千百種有色金屬,但仍然滿足不了汽車制造業的特殊需要。如果“泡沫金屬”能研制出來,它將成為未來汽車的最佳材料,這種泡沫金屬零件的結構是:外表用薄鋼制成,中心則用泡沫金屬填充。 報載歐洲目前已經研制出--種新型鋼質結構材料,它比普通鋼質材料輕10%。主要是靠粘結鋼質零件和采用減震材料新結構而制成。同時還研制出“精確鋼坯”組合新結構,能使所有部件相互巧妙配合。這樣,在汽車制造中,就可以機動而廣泛地選用應力強度恰好合適的組合部件,如在車門鉸鏈部位,其零件除外形合理、美觀外,還需具備結構穩定性。 目前德國科學家已經成功地研制出“泡沫鋁”--將鋁粉和鈦氧化合物粉末相混成,填放到鋼皮制成的模型中,然后再把這充滿混合物的模型加熱到鋁的熔點,這時,氫氣會從氫化合物中分解而逸出,從而使熔化的鋁產生泡沫,當鋼皮模型完全冷卻后,便形成了固體“泡沫鋁”。這種“泡沫鋁”具有整體結構,其質量輕而均勻,強度比鋁更高,其外覆的鋼皮模型更增強了部件的強度和剛度。 為了提高汽車的安全性和可靠性,需要從設計上、制造上,特別是材料方面考慮。例如,提高汽車結構材料的強度和韌性,使之更堅固可靠,一旦發生撞車、翻車等交通事故時,能最大限度地減輕損傷程度,保證人員的乘車安全。與此同時,大力發展各種汽車用的具有特殊功能的材料,以提高汽車的自控能力,進一步改善汽車的性能。 汽車所用的材料,由于節省能源、節省資源、輕量化的需要而有所變化,新材料相繼被推出、應用。在比較成熟的金屬材料中,鋼鐵材料和輕金屬材料也出現了新的發展趨勢。
環保、輕質、節能是未來汽車發展主題,汽車的未來靠新材料支撐,新能源汽車和傳統汽車的節能技術,已成為當前全球汽車工業的開發研究熱點,汽車輕量化也成為當前汽車技術的主要發展方向。研究表明,轎車重量減輕10%,燃油消耗可減少6%。減輕汽車的自重,是降低油耗、節約能源、減少汽車排放的最有效途徑。汽車輕量化水平的高低已成為汽車行業競爭力強弱的標志,成為汽車工業可持續發展的核心問題,巧搏稿而要實現輕量化新材料在自主開發車型中的應用,必須掌握汽車新材料的設計、成型、焊接、涂裝等技術。汽車材料是汽車品質的基礎,汽車技術的發展在很大程度上依托于汽車材料的發展。要研制更經濟的汽車,就必須使用更輕便的材料,這已經成為汽車界的一種共銀隱識。這幾年,鋁合金、高強度鋼、合成材料等等在汽車中的應用越來越廣泛。鋁輪轂便是此次展會的一大亮點,加工精細、多色設計的全鋁輪轂引人注目。據展會現場一家參展企業的代表透露,目前小型車市場對全鋁輪轂的需求量非常大,投資生產鋁輪轂這一精加工項目也成為當前一大投資熱點。據了解,在日前舉行的2005第四屆長春國際汽車博覽會期間,中國汽車工業協會與國家統計局聯合發布了2004年度中國汽車零部件百強企業名單,生產鋁輪轂的企業占了很大比例,甚至有些是專業生產鋁輪轂的企業,而且此次公布的百強企業不含外資獨資企業,這意味著國內企業已完全掌握了鋁輪轂生產技術,產銷兩旺也足以說明國內汽車市場對鋁輪轂的需求是多么強勁,可以說鋁輪轂用鋁在鋁消費市場占有很大比例。不僅國內企業看準了這一市場,國外企業也不甘錯過商機,世界最大的氧化鋁、電解鋁和鋁加工產品的生產商美鋁公司日前宣布,美鋁緊固件系統部將在我國蘇州工業園區興建兩個新工廠,以支持快速增長的汽車零部件市場。21世紀的汽車工業中,材料將會取得突飛猛進的發展,材料技術將推動汽車工業的發展,目前一批新型汽車材料如稀土金屬、記憶金屬、泡沫鋁材、稀土永磁材料、高性能復合材料等在快速發展的汽車工業中已經得到越來越廣泛的應用。材料技術如果不發展,汽車技術就得不到快速發展孝孝。汽車工業的發展將帶動材料等一批相關產業的發展,推動我國工業化的進程.
你指家用車還是賽車?
賽車都是往碳滾孝纖維發展 以輕為目標
家用車還要更多的考慮強度
估計以后還是合成塑料 和鋁有主要材料
至于 鈦等等一些高級材料 暫時友毀夠好備備戧 成本太大
期待碳纖維在汽車上的大規模應用!
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