汽车材料的新进展.docx

汽车材料的新进展前言 材料技术的进步，使材料供货商得以满足今天汽车制造商最关切的三大追求 减少车辆重量、降低成本和改善燃料经济性。他们能够在不损害汽车安全性和其他性能的情况下实现自己的目标。 轻量化是汽车制造商考虑的重点，从而也就降低成本。今天存在许多技术上可行的材料，汽车制造商可以从中加以选择，以满足自己的需要。没的应用正日渐成熟，就像碳素纤维加强聚合物体符合材料一样；高强度钢板能明显减轻重量，这一得以证明；继之，有玻璃增强聚合材料；铝的应用也有进展。这些正是汽车材料耐人寻味的一个时代。 这些年里，当材料取得进展的时候，他们在汽车中的而应用也已发生变化。一、钢钢，仍然是今天小汽车上最流行的材料，剧资料记载，一辆标准的客车上，钢占全部材料比重为5560%。钢连续受欢迎，很大程度上是由于刚强度钢板的若干有待你和改善的焊接和成型技术。美国钢铁学会汽车应用组高级理事Ronald Kruplitzer说：“当代汽车必须是更加坚实，更能经受碰撞，它的重量必须是更加轻，这就是我们必须具有比以前更多种类的材料。我们研究各种不同材料，首先是新的先进的高强度钢板。它是一种软相和一种特高硬相集合，犹如一种复合材料。因此，就其结构作用而言，说它是钢，毋宁说更像一种复合材料。”这种材料概念，大概已经存在较长一段时间了。但仅仅是在最近两三年里，一些小客车公司才认真的着手把这种先进的钢加以大量应用。在欧洲，例如VOLVO公司，我们可以看到一些研究应用活动，现在，几乎每一家公司都在设计新的平台和开发含有大量高强度钢板的汽车。但是我们仍然处在发展的半路途中，虽然足以满足目前的需要，却仍然不能满足一切需要。先进的高强度钢比传统的钢要昂贵得多。但是，通过采用这种高强度钢板所能减轻的重量，却与它提高的价格大致相当。新的设计方法，如定制的焊接坯件、激光焊接坯件、激光装配工艺过程等，都在改善着这种先进的钢板强度。二、粉末金属汽车工业是粉末金属的最大市场。剧金属粉末工业联合会（MPIF）报道，美国大约70%的粉末金属产品进入了汽车市场，一辆标准的美国小汽车含有粉末金属约37.5%磅。与之相比，在欧洲每辆车位16磅，日本产的小客车平均每辆为15.8磅。剧MPIF统计，在2003年车型里，粉末金属在北美平均每辆车上预计提高到40.5磅，以后会更高。粉末金属在汽车上的实用已经得到提升。大量的粉末技术零件时连杆、轴承盖、凸轮罩。变速器壳等。现在，最大的趋向正是它适应可锻加工材料性能。粉末金属零件正变得有更高的强度，而且正进入新的高强度应用领域。 轿车发动机温压连杆三、铜随着电气和电子技术含量的提高，铜在汽车上含量得到上升。 据铜业发展协会（CDA称，目前北美的小客车或轻型货车，每辆含铜量在5658磅之间。铜是一种铸造铝合金中的一种合金元素，因此它能随着铸铝在小客车上占有量的上升而提高。例如，由于铝汽缸头和缸体的增多，那么所使用的儿童两也就明显提升了。促使在小客车上提高铜含量的主要因素，是导电的需要。所以，铜含量在汽车上的提高时毫无疑问的，是必然的。四、镁镁的成本正在引起汽车制造商更周密考虑这种新材料的应用范围。美国能源部（DOE）正在促使把镁的价格从通常的每磅1.402.00美元降到0.57美元。剧DOE的这项政策，你可以使用1/2或者1/3的镁去制造与钢制相同的一些零件。而且在某些情况下，镁的成本比钢更便宜。国际镁协会执行理事长Richard Opatick说：“降低成本是美国汽车公司主要关心的一个问题。没刻意向你提供现有金属材料所有的结构能力，然而在重量上却是更加轻。而且，镁能提供结构上的可变性，其中你可以把某些零件铸造成一个整体件，例如仪表板。某些铸镁仪表板能带起1220个焊接钢件。优于价格的降低，汽车业界正在重新考虑镁的价格。除了了仪表板外，镁已经用在进气气管、气门罩、座椅骨架、转向盘、门框等。仅仅在价格上就会扩大它的应用范围”。 空气悬架五、钛几年前，钛只是用在摩托车上的排气系统，主要是日本摩托车上的排气消声器外壳，一年20顿的数量。如今，钛用量每年达到400500顿范围，而且它是以弹簧、排气系统、发动机气门和连杆等产品型式扩展到汽车市场。Timet 汽车配件公司总裁Kurt Faller说：“在摩托车界发生的一些主要进展，是使钛离开了仅作为装饰性外壳的应用范围。现在可以证明，钛在摩托车业种全面永固排气总管的螺栓连接，知道排气口，钛真正的被推广到更高的应用范围。” 大众 W12 发动机 六、铝据美国铝协会称，在美国每辆车的铝用量从1999年前的250磅增加到275磅。大约80%的铝是铸铝，发动机、变速器外壳、水泵外壳、悬挂零件和转向节等，大多数制成铸铝件。铝协会下属小客车与轻型或者集团副总裁Richard Klimisch说：“今天，65%的发动机是铝制造的，并将继续下去。使用铝能减轻车辆的许多重量，改善燃料的经济性，大多数新型的发动机将会用铝制造。”Klinsch估计，如果一个零件从铁或者钢换成铝，那么能省去大约50%的零件重量。 全铝车身（Aluminum space frame，ASF）七、塑料塑料在汽车的应用正在不断增长，技术改进使它变得更有强度，成为其它材料的重要竞争者。剧美国所料协会（APC）介绍，今天塑料在北美汽车上标准量是每辆大约260磅；2010年有望扩大到300磅。APC汽车部理事Bruce Cundiff预测塑料在汽车上将会有新的应用。他说：“过去，塑料是非结构性应用。倘若你看一下汽车内饰，从车门面板到车身立柱封皮，到座椅，基本上是被塑料占有。此外还有聚氨酯泡沫，尼龙地毯等。在汽车外部，塑料基本上是用作汽车保险杠系统。”Cundiff说，“在流行的汽车上，没有看到塑料在结构上的应用。这是一些例外。然而，这是未来的趋势，你会看到的，通过使用塑料复合材料达到技术上的改进，远至能量管理和材料强度，会使小汽车在结构上某些可能侵蚀的部位变成一个结构，这是我们前进的重大倾向。”聚氨酯在汽车上的应用仍然保持稳定状态。但发展趋势和目标是减轻重量和降低成本，应用范围会越来越广。 2011款 mazda 8 内饰 八、玻璃减少厚度，是车玻璃的主要倾向之一，剧PPG工业集团负责汽车OEM玻璃业务的技术负责人Ed Littell称，PPG正在开发一种称为Safe and Sound（安全坚实）玻璃产品，其厚度比该公司首次推出的汽车玻璃产品薄16%左右。据称，这种Safe and Sound玻璃产品是叠层结构的，它因为有塑料内层而改善了防蚀能力。玻璃顶窗的迅速增加时另一发展倾向，这种倾向正是提高驾车可见度的概念。Littell宣称，他们的窗玻璃比以往的任何时候更轻更坚实。玻璃在汽车上的应用已经得到真正扩大，而这种倾向势必使玻璃在汽车上用得多。SUV车和立体交叉车辆的增长，正向你透视出一种于汽车周围完全玻璃化的结构倾向。我们正在利用玻璃，他具有高的强度和柔顺性，能让我们制造出更加薄层的窗玻璃。总结 在汽车产业飞速发展的同时,汽车材料轻量化也成为汽车发展的必然趋势。轻量化不但可以减轻车身质量、节约能源、降低油耗、减轻污染, 也可以降低成本、提高企业竞争力、增加企业利润。无论从数量、质量还是从汽车零部件的技术要求看, 金