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汽車用材的發(fā)展
（作者未知） 2010/5/4
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隨著粉末冶金工藝和技術新發(fā)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(fā)展和應用，這將對汽車制造產生巨大的影響。
1前言
對于今天的汽車制造商來說，可以選擇的材料越來越多，從塑料ABS到氨基甲酸乙脂，從金屬鋁到金屬鈦，而且隨著材料技術研究的深入，其選擇范圍還在不斷擴展。制造材料的選擇受諸多因素的影響，正如同我們不能將兩個相距很遠的國家用同一個市場規(guī)則和消費需求來衡量，即使是同一地區(qū)的兩個不同的分市場，如北美的中型轎車市場和緊湊型皮卡，車輛使用的材料也不同，在某些情況下，材料革新的成功能夠成為產品明顯的競爭優(yōu)勝。誠然材料重量是一個非常重要的選材因素，但并不是唯一的決定因素，例如近來保險杠橫梁的選材開始由原來的鋁、塑料等輕型材料向鋼材轉化，顯然鋼材要比鋁材和塑料重量重，但其強度一般而言要比鋁和塑料略勝一籌。另一方面輕型材料的選擇無疑可以大大降低整車的重量，一向在人們心目中的“重磅金屬”鋼鐵在車身材料的選擇中，卻仍占有一定的比例。材料的不同選擇最終是要為汽車的性能服務，如噪音、震動、氣流、重量和成本等。由此可見性能有時比材料重量更能決定材料的選擇，材料只是在如何幫助汽車滿足其最終目的方面起一個重要的作用。因而對不同品牌的車輛其選材之間差異較大，如發(fā)動機材料的選擇在不同車型上變化非常大，甚至同一車型可以配備不同的發(fā)動機；有些車型的發(fā)動機配備塑料進氣歧管，擠壓鑄造的鋁轉向節(jié)，有些則配備鋁進氣峻管，而有些情況下卻要綜合和兼顧兩者。綜上所述，材料的選擇不僅僅決定于材料的性能。
2汽車材料應用發(fā)展趨勢
2.1塑料
塑料材料具有重量輕，易于加工和防銹防腐蝕的特點，而受到眾商家的普遍“青睞”。目前汽車的保險杠幾乎都是塑料。塑料最先使用在汽車的內飾和外飾件上，為汽車飾件的軟飾化、高檔化、纖維化、舒適化起到了一定的作用。近年來，塑料在車身板和發(fā)動機周圍的零部件上的使用量在不斷增大，約占車身重的10～15％，僅以歐洲為例，和20年前相比，目前西歐的各汽車制造商用于制造汽車的塑料耗量增加了100多萬噸。根據(jù)歐洲塑料制造聯(lián)合會的（APME）統(tǒng)計，1997年歐洲有1700萬噸的塑料用于汽車生產，1998年塑料的使用量更多，從1999年開始，平均每輛車的塑料用量將從原先的70kg增加到100kg，凈增30kg。根據(jù)APME的統(tǒng)計，目前現(xiàn)代汽車上100kg的塑料件取代了原先需要200～300kg的傳統(tǒng)汽車材料（如鋼鐵等），其減重效果達到100～200％。APME估計，按這種標準計算，由于大量使用塑料部件，每輛車每行駛150000km，將減少燃油消耗750L，按此計算，每年西歐由于車重的減少而節(jié)約的燃油就有1200萬噸，CO2排放下降3000噸。
一般熱固性塑料力學性能好，強度高，表面質量好，具有良好的表面著色、電鍍、植絨、鉚接、噴濺、耐腐蝕等性能，多作為外表面件生產使用，主要用于生產內部構件。塑料在轎車的使用量占車重的8～30％，用玻璃纖維增強的不飽和聚酯塑料制造車身零件，比鋼板沖壓的輕40％，其特點是重量輕，耐腐蝕和成形好，采用玻璃纖維增強不飽和聚酯模壓復合塑料板直接在壓力機上模壓成形，成形后只需切掉飛邊。用復合塑料壓制的整體發(fā)動機罩，是將翼子板、大燈罩和發(fā)動機前罩等聯(lián)成一體，大大簡化了生產工藝。
除了已經成熟的塑料部件制造技術外，塑料材料制治技術在2000年有一個長足的發(fā)展，一些高技術含量、低成本、高效率與持久耐用的塑料材料的使用比例在不斷上升：如通用汽車公司在其生產的汽車上使用命名為Bafour 425的塑料產品，其生產商是Baydur，該材料采用結構反應噴射模制（SRIM）手段，通用將該材料用于制造Chevrolet、Silvercdo的組合式車廂、車廂后擋板和翼子板。使用該材料制造的車廂體厚度僅為3mm，非常輕薄。該材料采用強化反應注射成型（RRIM），在反應噴射成型的原料中加入強化劑，以達到減少其線膨脹系數(shù)，提高材料的耐熱性能的目的。采用這種材料制造的廂體、廂體后擋板、翼子板的皮卡和同車型�，F(xiàn)鋼材廂體、廂體后擋板、翼子板的車輛相比重量減少350磅。除此之外，通用還將Baydur425材料用于制造Chevy、GMC全尺寸載重皮卡的后翼子板，每個翼子板重量僅有26磅，和常規(guī)客車車廂相比減少66磅。這種選材方式除了材料本身的特點外，最大的優(yōu)點是允許卡車的兩側采用整體設計。無獨有偶，克萊斯勒和福特汽車公司在其2001年的選裝車型上采用了塑料保險杠，如克萊斯勒的Towm、Country、Voyager和Dodge（未完，下一頁）
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