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汽車用材的發(fā)展
（作者未知） 2010/5/4
（接上頁）Caravan微型廂式車采用熱塑料保險杠，重量僅有11．4磅，比采用鋼鐵保險杠系統(tǒng)減重41％。福特在其2001年的ExPlorer運動型車上采用了新型保險杠，這種保險杠采用鋼鐵和噴射模制塑料的復合材料，經過PC／PBT樹膠處理合金橫杠，外覆蓋有彩色聚稀烴類熱塑料。這種材料的保險杠在制造時間和制造工具上都較常規(guī)的保險杠要經濟。Johnson控制公司為克萊斯勒Sebring提供聚丙稀和天然纖維復合材料，用以制造門的裝飾襯板，可以不使用粘結劑，減輕重量并具有側碰保護功能。
日產在其2001年的ZTERRA上采用塑料行李架頂棚，使該部件的制造成本降低61％，2個鋁質側面扶手和由6個頂棚支撐架托起的裝配橫梁，可移動的行李架可以支持30磅的重物。2001年的Dodgestratus、Neon和克萊斯勒的Cirnus、Sebring采用低密度的發(fā)泡絞合線，該材料內呈蜂窩狀，可以全部回收使用。
除此之外富含高技術的尼龍材料，具有強度高的優(yōu)點，也被廣泛地應用在汽車進氣歧管上，如Dodgestrutus和克萊斯勒的Sebring采用含有35％玻璃纖維的新型尼龍材料制造進氣歧管，在保證材料強度的前題下，進氣歧管的重量只有6磅。另外尼龍材料還被用以生產發(fā)動機蓋。一些工程塑料的用量近年呈上升趨勢，如LNP工程塑料用于制造可以在暗處發(fā)光的聚碳酸脂／不飽和樹脂，來生產卡車安全放松手柄。根據汽車部件聯(lián)合會的報告，未來5年內，增強型熱固塑料的應用將增長47％。
用鎂合金制造操縱桿托架、大粱、離合器殼和變速器殼等 在美國和歐洲，保險杠、油箱也將鋼板改用為鋁合金。
2.2鋁金屬及合金
鋁的密度為2.7g／cm3，約為鋼的1／3，鋁作為汽車材料有許多優(yōu)點，如在滿足相同機械性能的條件下，鋁比鋼減重60％，易于回收，在碰車中，鋁比鋼多吸收50％的能量，鋁不需防銹處理，此外傳統(tǒng)的鋼板成形壓機都可以用于成形鋁，只是工藝設計中應注意補償鋁板中較大的回彈量即可，因而鋁被廣泛用于汽車（尤其是轎車）。隨著鋁及鋁合金制品工藝的成熟，鋁及鋁合金作為一種汽車輕量化材料，越來越多地應用于各種車輛上。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。用鋁合金板制造發(fā)動機罩、行李箱蓋、保險杠、車身內外板件、散熱器，保險杠用的新鋁合金也多次被開發(fā)。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(qū)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(wěn)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(fā)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(xiàn)狀出發(fā)，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(huán)問題。而在環(huán)境問題上，也將會帶來新的問題。
1978年每輛中級轎車的鋁材耗量為32kg，1998年增加到85kg，即20年內增長l.7倍，據預測2012年，每輛轎車的鋁使用量將進一步上升到130kg與1998年相比增長53％。日本在鋁合金材料應用方面發(fā)展比較快，從1985～1995年10年間，日本汽車工業(yè)用鋁量幾乎增加一倍達到100萬噸，其中跑車平均每車用鋁量達到250kg，占整車的164％，各種轎車的每車平均用鋁量達到101kg，占整車重的88％。日本分析家認為，到2001年用鋁量平均將突破10％。1996年奧迪公司生產的全鋁A8轎車采用鋁合金擠壓車架，重量降低了35％，抗扭強度增加了50％，該公司推出的A2小型轎車也將采用全鋁車身，其年產量A8要大得多。美國的一項研究報告表明，采用鋁材料整備質量為1483.6kg的轎車，在保持全部性能的前提下，車身質量能降低125kg。可見鋁及鋁合金制品對于車輛的輕量化，其前景非�？捎^。
采用鋁合金材料的主要目的是減輕整車重量和節(jié)省能源，然而無論是材料成本和生產工藝，鋁板都要比鋼材昂貴。鋁的價格是鋼的3～4倍，但其廢料賣出價格也高，同時鋁合金再生耗電能也少。盡管鋁板的成本高，但鋁板的應用仍在不斷增加，對車身覆蓋件來說，主要用在發(fā)動機罩和行李箱，鋁合金向全車身的應用進展發(fā)展較慢。80年代后期（未完，下一頁）
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