选修汽车材料回收与利用 - 副本

1、第一章1.全社会普遍关注的方向能源问题（新能源汽车） 大气污染问题 汽车轻量化问题 汽车自主品牌占比问题 交通事故、交通拥堵问题 汽车停车位问题2.被大多数人忽视的方向废旧汽车带来的问题废旧车辆处理问题 报废汽车零部件再利用问题 报废汽车材料回收处理问题 废旧汽车材料再生技术和工艺问题 废旧汽车回收拆解行业管理问题 废旧汽车材料处理与再生过程中的环境保3.废旧汽车有何危害？废旧汽车有何危害？废旧汽车如果超期服役，则危害性极大，不仅对环境的污染会加重，而且往往会造成更多的交通事故，引发一系列社会问题。 一辆汽车使用时间过长，性能自然会下降，可能会出现如制动失灵等状况，这样的车辆在路面行驶便犹如“

2、定时炸弹”，威胁到公共安全。 此外，汽车排放的尾气已经成为现代城市的最大污染源之一，而废旧汽车的尾气排放相对来说更为严重。有部门做过检测，认为汽车尾气排放总量中有80%来自旧汽车。同时废旧汽车由于零部件磨损，运行时产生的噪声污染也很大。4.报废汽车对社会的危害： 报废汽车零部件回流的危害-非法拼装； 报废汽车对环境的污染-金属、非金属、油脂、化学制剂等污染； 报废汽车上路超期运行的安全危害； 报废汽车排放超标的危害-“黄标车”。 5.报废汽车回收利用的意义 报废汽车的回收利用是汽车工业产业链的延伸，是完善整个汽车工业产业链十分重要的环节。汽车的购买、使用与报废更新（回收利用）是汽车消费的“三部

3、曲”。汽车使用达到一定期限，就不能保障安全，为此国家实施汽车强制报废制度。在汽车产品回收利用技术政策汽车回收利用率指标纳入汽车产品市场准入许可管理体系。”“加强汽车生产者责任的管理，在汽车生产、使用、报废回收等环节建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系”。汽车报废回收利用与汽车工业之间的密切关系：一方面，过报废汽车拆解加工后产生的可利用材料，再用于制造或维修汽车；另一方面，通过汽车报废更新，促进汽车的消费，拉动汽车的销售，促进汽车的生产。 报废汽车回收利用的意义 报废汽车回收拆解再利用是节约原生资源、实现环境保护、保证国家资源合理利用的重要途径，是经济可持续发展的重要措施之一。6.社会目标

4、：1、保障安全：交通安全、易燃易爆、有毒有害2、保护环境：少采矿、少制造、少废弃、少污染3、节约资源：减少矿源开采（与矿石炼钢比较）7.何谓报废汽车的回收？何谓报废汽车的回收？所谓报废汽车回收，是指有车单位和个人将其报废的汽车交给特定单位，由该单位按照国家有关规定进行收购。8报废汽车、拼装车的概念报废汽车、拼装车的概念 根据现行的报废汽车回收管理办法： 所谓报废汽车，是指达到国家报废标准，或者虽未达到国家报废标准，但发动机或者底盘严重损坏，经检验不符合国家机动车运行安全技术条件或者国家机动车污染物排放标准的机动车。 所谓拼装车，是指使用报废汽车发动机、方向机、变速器、前后桥、车架（统称“五大总

5、成”）以及其他零配件组装的机动车。9可回收报废汽车的企业可回收报废汽车的企业1995年颁布的报废汽车回收管理办法（已废除）第3条、第4条规定，负责回收报废汽车的单位包括：（1）物资再生利用（金属回收）公司（2）国家重点冶金企业10我国报废汽车回收再利用的概况我国报废汽车回收再利用的概况目前, 我国报废汽车回收之后能循环利用的主要限于废金属, 其他材料回收利用率不高, 橡胶、塑料、玻璃等多作为垃圾处理, 报废汽车的总体利用率还较低。由于目前对报废汽车在拆解处理过程中产生的环境污染及材料回收利用率还没有详细规定, 报废汽车零部件的再使用率、拆解材料的再利用率不高, 废液和废弃物处理不当, 因此导致

6、的污染问题日益突出。此外, 我国还面临报废汽车非法延长使用期和使用报废汽车非法拼装车的严重问题。1我国报废汽车回收再利用的概况中国汽车产业循环经济发展尚处于初级阶段, 存在的主要问题:1. 没有建立科学高效的回收再利用监督管理体系, 在管理政策及方法上未能相互衔接, 没有形成封闭的再利用产业链;2. 回收政策无法促进用户支持。目前回收政策强调用户将报废汽车交归回收处理部门的义务, 但在经济上对用户的补贴不足, 导致用户不愿将报废车辆交回正规回收部门处理; 3. 汽车生产者没有承担报废汽车产品回收再利用的义务, 在产品设计、材料选用方面很少考虑回收利用的问题, 也没有利用技术和网络优势与回收拆解

7、企业共同推动废旧汽车零部件回收与再利用工作, 而汽车经销商由于政策所限, 不具备报废汽车回收职能; 4. 对报废汽车中含有的有毒有害物质没有进行专门的处理, 特别是拆解过程中“ 三废” 的直接排放, 给周边环境及居民健康造成了危害; 5. 部分报废汽车回收拆解企业出售“五大总成” 获利, 并用报废汽车零部件非法拼装整车和销售质量低劣的汽车产品, 坑害消费者, 危害交通安全; 6. 汽车零部件再制造管理存在法制化不健全、多头管理、制度不完善、执法不严等问题; 7. 监管不力, 缺乏有效的汽车产品信息管理系统, 报废汽车、拼装车、再使用零部件质量等方面执法不到位, 致使大量报废汽车体外循环回收困难

8、。2汽车报废程序汽车报废程序* 根据我国现行报废汽车回收管理办法第6条规定，对报废的汽车（指民用的汽车，军用汽车可参照这些程序回收），按照下列程序进行回收：（1）交车：即交车单位或者个人持当地公安车辆管理部门签发的报废汽车技术鉴定表或者证明向回收单位交车。（2）收购：收购时，由于报废汽车回收与汽车交易不同，不能按照完好的车辆价值并根据市场交易行情来协商、确定收购价格，而应当按照国家有关规定确定收购价格。其收购价格应按其金属含量计算，并参照废金属计价；对所交车辆完整、零部件齐全的，收购价格可适当上浮，做到尽量合理。（3）发证：回收单位对符合条件的送交车辆，按照规定收gou，发给交车单位或个人报废

9、汽车回收证明。3汽车报废程序在报废汽车回收过程中，应注意下列事项：汽车。其总成进入旧车市场。4报废汽车回收、拆解程序报废汽车回收、拆解程序企业作业程序报废汽车回收拆解企业的作业程序应严格遵循环保和循环利用的原则。接收或收购报废汽车后应按右图所示程序作业。5报废汽车的产业概况 汽车再生工程的实施政策 * 行业准入制（两个门槛） * 技术门槛，报废汽车再制造不是简单的旧货翻新，需要采用特殊工艺和质量标准，而且技术含量较高；* 产业化门槛，即报废汽车再制造的对象必须是可以标准化或具有互换性的产品，而且技术或市场均具备相应的支撑条件，使其能够实现规模化和产业化生产。6报废汽车的产业概况报废汽车的产业概

10、况主管部门* （1）商务主管部门对报废汽车回收拆解行业进行统筹规划合理布局，健全企业的准入和退出机制；* （2）公安部门对报废汽车回收拆解企业治安状况的监管；* （3）环保部门对汽车进行定期检验管理；* （4）交通运输部门对营运车辆市场准入管理，对汽车维修企业的管理；* （5）工商行政管理部门对非法从事报废汽车回收拆解活动的企业或个人进行查处管理。7报废汽车回收产业的前景、中国废旧汽车回收产业未来产值预测1、待回收汽车量的趋势分析 根据附表可以预测在其它情况不变的情随着国民经济的快速发展，社会对况下，到2020年汽车回收产业的可预汽车的需求量也将逐年增多，汽车价值就超过了1200亿元。随着中国

11、汽产销量逐年增加，同比迅速增长。 车回收产业的发展，技术水平的提高，汽车零部件重复利用率的提高和设计理2、待回收汽车的资源分析念的进步，汽车回收产业可创造的价值现代汽车在生产制造过程中大量采 将更可观。用新型材料，仅金属及其合金就有 * 4、废旧汽车回收产业化对汽车工业发展的作用近百种，有铁、铜、铝、镁、铂、废旧汽车回收产业化，才能使整个汽车金及大量轻金属及其合金；还有橡工业系统更加完整。随着今后汽车生产胶、玻璃和聚合物等丰富的化学材量和社会保有量的激增，以及中国有关料。废旧汽车产业政策的不断完善，废旧汽车回收产业必然会得到迅速发展 。8报废汽车的市场概况报废汽车的市场概况* 报废汽车回收的商

12、业运营模式建立有一定规模的汽车资源回收企业 (目前在我国尚为空白)、拆除蓄电池、抽取废油、液、氟利昂, 然后分门别类地交给专业回收处理资质企业随后汽车回收企业将能再制造的零部件拆除并发包给相应的有资质的再制造企业(保证再利用率的关键), 最后对剩余部分进行专业化的粉碎处理(这是保证回收利用率的关键) 最终将分类后的粉碎物质发包到专业厂家进行原料的回收利用该模式即能保证回收利用率和再利用率的实现, 又充分利用了社会现有回收企业的资源, 如钢铁厂、轮胎厂、尼龙纤维回收企业、蓄电池回收企业等, 避免了投入的浪费。第二章汽车的技术参数汽车的技术参数1 质量参数 整车装备质量：汽车完全装备后的质量，包括

13、发动机、底盘、车身、全部电器设备和辅助设备的质量，以及加足的润滑油、燃料、冷却液的质量，还包括随车工具、备用车轮及其他备用品的质量。 最大总质量：汽车满载时的总质量。 最大装载质量：最大总质量与整体装备质量之差。2 几何参数（1）车辆长垂直于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外端突出部分的两垂直面间的距离。（2）车辆宽平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车两侧固定突出部分位(除后视镜、侧面标志灯、方位灯、转向指示灯外)的两平面之间的距离。（3）车辆高车辆支承平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平面之间的距离。（4）轴距在汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆纵向对称平面的两条

14、垂线间的距离。（5）轮距在支承平面上，同轴左右车轮两轨迹中心线间的距离（轴两端为双轮时，为双车轮两个中心平面间的距离。）（6）最小离地间隙满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。（7）接近角汽车前端突出点向前轮引的切面与地面的夹角。8）离去角汽车后端突出点向后轮引的切面与地面的夹角3 使用参数（1）最高车速：平路上行驶的最大速度（km/h）（2）最大爬（3）平均燃料消耗量：正常行驶的平均燃料消耗（L/100km）9汽车的总体构造 汽车车身 汽车底盘 汽车发动机电气设备 汽车底盘结构* 传动系：把发动机的动力传给驱动轮的系统是一个带外壳的组合沙发（包括离合器、变速器、传动装置、主减速器、差速

15、器和半轴）。* 行驶系：把汽车各个部分连成一个整体，并对全车起支承作用（如车架、车桥、车轮和悬架等）。* 转向系：没有它，您只能在直道上飚车，没有转弯的机会（如转向操纵机构 、转向器、转向传动机构等）。* 制动系：主要起减速、停车以及驻车的作用，含行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统。11发动机的分类 热力发动机是将燃料的热能转变为机械能的一种动力装置。内燃机：可燃混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转为机械能。热力发动机燃料在机器外部的锅炉内燃烧，将锅内的水加热，使之变为高温外燃机：高压的水蒸气，然后送至机器内部，使所含热能转变为机械能。内燃机的优点：热效率高、体积小、重

16、量轻、广泛应用。但由于使用的是石油燃料，因而污染较大。城市的大气污染相当部分来至内燃机所排出的废气。22发动机的分类 往复活塞式发动机 转子式发动机- 二冲程发动机 四冲程发动机 单缸发动机多缸发动机 发动机的分类* 直列式发动机* 水冷式发动机* 非增压发动机* 汽油机（点燃式）* 现代汽车普遍采用：四冲程，多缸，水冷式发动机33* 汽油机：汽油粘度小，蒸发性好，在气缸外部形成混合气，自燃温度高于 380oC，需要通过外火源（火花塞）点燃。* 柴油机：柴油粘度大，蒸发性差，在气缸内部形成混合气，自燃度为250oC左右， 压缩自燃。故柴油机又称压燃式发动机。44发动机的工作原理 发动机的工作过

17、程是周期性地将燃料燃烧的热能转变为机械能的过程经过进气 一个工作循环曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个工作循环，称为四冲程发动机曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个工作循环，称为二冲程发动机55发动机的总体构造发动机的总体构造 * 曲柄连杆机构* 配气机构* 燃料供给系统* 冷却系统* 润滑系统* 起动系统* 点火系统(汽油机)1）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量

18、又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。66机体组机体组 * 气缸盖* 气缸垫* 气缸体* 油底壳77活塞连杆组 * 活塞* 活塞环* 活塞销* 连杆88曲柄飞轮组 * 曲轴* 飞轮* 扭转减振器2）配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和出气门使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般 气门组、气门传动组和气门驱动组组成。3）燃料供给系统燃料供给系统：汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用

19、是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。4）进排气系统进排气系统的功用是将可燃混合器或新鲜空气均匀地分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后的废气，从排气消声器排出。(5) 润滑系统（左图）润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。6) 冷却系统（右图）冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。7) 起动系统（上图

20、）要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞运动使曲轴旋转，发动机在惯性作用下自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。8) 点火系统（下图）在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。99汽车电器设备汽车电器设备.电源系

21、 蓄电池 电压调节器 发起动系汽车电器设备汽车电器设备起动机 点火开关汽车电器设备汽车电器设备3.点火系 点火线圈 分电器 火花塞 点火器 汽车电器设备汽车电器设备4.灯光仪表系（照明、信号、仪表系）喇叭 前照灯 雾灯 车速里程表 仪表灯 倒车灯5.辅助设备系（舒适系）电动座椅 电动后视镜 电动雨刮器 音响 空调6. 微机控制系传感器 ECU 电子控制单元 执行器111废旧汽车的拆解工艺1）废旧汽车拆解工作内容 接收存放 拆解 拆解物分存 拆解车体压实拆解废旧汽车拆解企业主要的业务内容，包括以下工作过程：（1）预处理（2）拆解；（3）分类。222拆解方式及其选择废旧汽车拆解方式的选择过程是，根

22、据废旧汽车的状态或零部件损坏程度，首先选择拆解方式，然后再非破坏性 准破坏性 破坏性确定拆解深度。废旧汽车的拆解工艺废旧汽车的拆解工艺 拆解作业方式：3）拆解工艺组织（1）定位作业：废旧汽车被放置在一个工段上进行全部拆工艺组织 作业的方式。（2）流水作业：废旧汽车被放置在拆解生产线上，按照拆工艺顺序和节拍依次经过各作业形式 生产方式工位进行拆解作业的方式。 劳动组织形式：（1）综合作业定位式流水式 综合型 专业型（2）专业分工4）拆解工艺流程预备处理 拆卸分解 分类存放 车体压实定位作业拆解的一登记验收、外部情况检视、预处理（放净油料、先拆易燃易爆零部件）、总体拆卸、拆解各总成的组合件和零部件

23、及检验分类。333汽车可回收利用性汽车可回收利用性1.绿色设计的概念：绿色设计是将保护环境的措施和预防污染的方法应用于产品的设计，其目的是使产品在全生命周期内对自然环境的影响最小。2.绿色设计原则：绿色设计把减量化（Reduce）、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)作为基3.绿色设计的意义：（1）绿色设计是推动资源循环利用的关键；（2）绿色设计是节约资源和避免环境污染的起点。444常用概念释义1）拆卸 拆卸是对产品或装配体进行分解使其成为零部件的操作过程，或是采用某些方法或利用某种工具解除产品零部件间的约束或联接使之分离的操作过程。2）拆卸类型（Types of Disassemb

24、ly） 非破坏性拆卸（Non-destructive Disassembly）零件不被损伤 准破坏性拆卸（Partly destructive disassembly）联接件可损伤 破坏性拆卸（Destructive Disassembly） 零部件可能被损伤。3）拆解（Dismantling）拆解除有拆卸的意思外，还包括使产品或零部件被分解或破碎成材料形态的操作。拆卸强调过程，拆解侧重状态。 拆解分为：完全性拆解（Full Dismantling）局部性拆解（Part Dismantling）选择性拆解 （Selectivity Dismantling）4）可拆解性（Dismantlabil

25、ity）按GB/T195152004/ ISO 22628:2002的定义：可拆解性是零部件可以从车上被拆解下来的能力。也可以理解为：零部件从产品或装配体上被拆卸下来或被分解成期望形态与纯度材料的难易程度。555回收利用方式分类（1） 再使用件：经过检测确认合格后可直接使用的零部件。（2）再制造件：通过采用包括表面工程技术在内的各种新技术、新工艺，实施再制造加工或升级改造，制成性能等同或者高于原产品的零部件。（3）再利用件：无法修复或再制造不经济时，通过循环再生加工成为原材料的零部件。4）能量回收件：以能量回收方式回收利用的零部件。（5）废弃处理件。 第三章 汽车材料介绍1汽车工业作为现代文明

26、工业社会的一个重要标志，带动和促进着石油、化工、电子、材料等工业，交通、运输和旅游等多个其他行业的发展，在国民经济中占有着重要地位。汽车上的零部件采用了4千余种不同的材料加工制造。从汽车的设计、选材、加工制造，到汽的使用、维修和养护，无一不涉及到材料。2材料的概念 * 材料是宇宙万物中的一部分，但更具体地说，材料是指这样一些物质：这些物质的性能使其能用于结构、机构、器件或其它物品。例如，金属、陶瓷、半导体、聚合物（塑料）、玻璃、介电材料、纤维、木材、沙子、石块、复合材料等都属于材料的范畴。* 人类使用的材料可看作是流动在一个巨大的循环（迄今为止，人类使用的材料都来自于地球）之中。通过采矿、钻探

27、、挖掘或采集，从地下得到原材料；然后变为大块材料，如金属锭、碎石、石油化工材料和木材；接着再制成工程材料：如钢材、有色金属材料、塑料、胶合板和混凝土等，以满足社会对最终产品的要求。最后，当这些材料按预定的目的为人类使用过后，就作为废料又回到大地中，或者更确切地说，它们将为再加工和下一次被利用而重新进入循环，直到最后废弃为止。材料的发展历程材料的发展历程 石器 陶器 青铜器 钢铁材料 合成材料 新型材料3工程材料工程材料* 指具有一定性能，在一定条件下能够承担某种功能，被用来制造工程构件和机械零件，也包括一些用于制造工具和具有特殊性能的材料。* 广泛应用于机械、车辆、船舶、建筑、化工、能源、仪器

28、仪表、航空航天等工程领域的材料。4工程材料的分类按化学成分分类：1金属材料： 钢铁、铝、铜、金、银等2非金属料： 玻璃、塑料、橡胶、水泥等3复合材料料： 一般由基体材料和增强材料组成按材料的用途分类 ：1结构材料： 主要考虑某些力学性能要求的工程材料，如强度、硬度、塑性、韧性、耐腐蚀性能等。2功能材料 在电、磁、光、热、声、力、化学等方面具有优良特性，主要用于制造功能元器件* 按应用领域分类 机械工程材料 建筑工程材料 能源工程材料 生物工程材料 信息工程材料* 按材料结晶状态分类： 单晶体材料 多晶体材料 非晶体材料准晶体材料 纳米晶体材料5汽车材料汽车材料* 汽车工程材料 汽车工程材料是指

29、用于制造汽车零部件的材料。* 汽车运行材料* 汽车美容材料清洁保护用品、油漆护理用品、汽车整容和装饰用品。7汽车材料的重要性汽车材料的重要性 世界上每年钢材产量的1/4、橡胶产量的1/2和石油产品的1/2，均用于汽车及其相关工业。 带动石油、化工、电子、材料等工业，以及交通、运输和旅游等 多个领域的发展。涉及到汽车的设计、选材、加工制造，到汽车的使用、维修和养护等方面。6汽车用工程材料汽车用工程材料汽车材料应用概况（按照重量比较）l 钢材占汽车自重的* 铸铁占5560；* 有色金属占512* 塑料占6-10；* 橡胶占占8-12* 其他材料各种液体 油漆等6-12* 结论；目前，汽车是以金属材

30、料为主，塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料占有一定的比例。1 金属材料*金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。*金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。黑色金属：工业上对铁、锰、铬的统称，亦包括这三种金属的合金。2 高分子材料* 高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括塑料、纤维、橡胶、涂料、胶粘剂等。* 所有的生命体都可看作是高分子的集合 。* 橡胶：在室温下弹性高，即在很小的外力作用下，能产生很大的形变，外力去除后，能迅速恢复原状。弹性模量小。常用的橡胶有天然橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。* 纤维：弹性模量大，受力时形变较小，一纤维大分

31、子沿轴向作一定规则排列，长径比大，在较广的温度范围内机械性能变化不大。* 塑料：弹性模量介于橡胶和纤维之间。温度稍高时，受力形变可达百分之几十到几百。部分形变是可逆的，部分则是永久形变。粘度、延展性和弹性模量都与温度有直接关系，具有塑性行为。* 按高分子主链结构分类： 碳链高分子：分子主链由C原子组成，如： PP、PE、PVC等； 杂链高分子：分子主链由C、O、N、P等原子构成。如：聚酰胺、聚酯、硅油等； 元素有机高分子：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶等；3 无机非金属材料属材料* 除有机高分子材料和金属材料以外的几乎所有材料的统称。如陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、碳

32、材料等。* 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由电子，以离子键和混合键结合。* 具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁磁性和压电性等。4 复合材料* 是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合后材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。* 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用铝、镁、铜、钛及其合金，非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷等。* 复合材料的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、金

33、属丝和硬质细粒等。5 材料的性能（使用性能：力学性能，物理性能，化学性能）（材料的其它性能：材料的工艺性能，材料的经济性能，材料的环境性能）6 力学性能 *弹性*刚度*强度*塑性*冲击韧性*断裂韧性*疲劳特性*耐磨性（2）材料的工艺性：反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度 一）铸造性能（二）锻造性能（三）焊接性能（四）轧制性能（五）切削加工性能（六）热处理性能车身材料 * 汽车质量减少25%，燃油消耗可减少13%，一年即可节省2.7亿桶石油，少排放二氧化碳达到1.01亿吨。轻量化的方法: 一是优化汽车框架结构 另一个是在车身制造上采用轻质材料。* 1 高强度钢* 2 镁、铝、钛-开山

34、鼻祖要数奥迪* 3 塑料* 4 复合材料等轻量化材料较常用的轻质材料为铝合金，率先研发的全铝车身框架结构 至今仍是汽车轻量化设计的主流方向。奥迪(ASF)还斥巨资成立了“铝材及轻量设计中心”，研究轻量化设计在车身、发动机、悬架等各个领域的系统应用。1-1-高强度钢 *高强度* 高韧性，保证成型* 良好的焊接性能* 好的冷脆转变温度* 良好的耐蚀性* 成分特点1 低碳，c0.25% 2加入以猛为主的合金元素 固溶强化，提高抗冷脆性； 3加入铌 钛或钒等辅助元素 细化晶粒； 4其他，加入铜（0.4% 磷（0.1左右） 提高抗腐蚀性；5加入少量稀土净化钢材，提高韧性和工艺性。*高强度钢板是在低碳钢内

35、加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高于550N/mm ，是普通低碳钢板的2 3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料* IF（高强度无间隙原子）钢板：晶格无间隙，铁素体的。中间晶格内无碳原子和氮原子，碳和氮的含量极低成型能力高，可焊性好，主要用于轿车外板、车门等形状复杂的冲压件。l 烘烤硬化冷轧（BH）钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为 BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一；l 冷轧双相（ DP）钢板：具有屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性特点，如经烤漆后其强度可进一步提高

36、。适用于形状复杂且强度要求高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件如车门加强板、保险杠等。l 高张力钢：具有550MPa以上屈服强度和620MPa以上抗拉强度，有优异的韧性、高速延性及良好的焊接性等。l 相变诱导塑性（TRIP）钢 ：通过热轧变形热处理或冷轧+ 热处理，具有高的屈服强度和抗拉强度，延展性强，冲压成形能力高。特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。l 轻量化迭层钢板 ：在两层超薄钢板之间压入塑料的复合l 材料，表层钢板厚度为0.2 0.3mm，塑料层的厚度占总l 厚度的25 65。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57。隔热防震性能好，主要用于发动机罩、行李箱盖

37、、车身底板等部件。l *镀锌钢板镀锌薄钢板主要是利用“牺牲阳极”的保护原理，使铁不生锈而锌生“白锈”，这样锌就保护了铁。2-轻合金 ： 铝合金、镁合金、钛合金*3 铝合金 ：与汽车钢板相比，铝合金具有密度小2.7g/cm（钢的密度7.85g/cm ）、比强度高、耐锈蚀热稳定性好、易成形，可回收再生等优点，技术成熟。*德国大众公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43，使平均油耗降至每百公里3升的水平 *全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合这种结构不仅使车身

38、的扭转刚度提高了60%，还比同类车型的钢制车身车重减少50%3-3-碳纤维：* 碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。* 碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。* 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般 都在3500Mpa以上，是钢的79倍。碳纤维车架的缺点：* 复杂的应力计算:碳纤维的特点是抗拉强度高，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。* 难于更改尺寸:碳纤维的基本成型方法是：在磨具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。由于作好模具后成型，难于更改尺寸。 *老化：使

39、用树脂因此会不会老化？这是一个存在的课题，它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。按杂质元素含量分类按杂质元素含量分类：钢的成分：* 铁、碳为主要元素，少量的Mn、Si、S、P、H、O、N 钢的分类：* 磷、硫是危害最大的杂质元素。按冶金质量分类就是按钢中PS的多少，将钢分为：普通质量钢Wp0.045% 、Ws0.05%，优质钢Wp、Ws 0.035%，高级优质钢Wp、Ws0,025%碳素钢：* 含碳量小于1.35%（0.1-1.2），除铁碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊

40、性降低 。合金钢：l 钢里除铁、碳和少量杂质元素外，还加入其他的合金元素，如硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等，就叫合金钢。是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、等特殊性能。Q345钢(16Mn)综合性能好用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。合金调质钢种合金调质钢种1 低淬透性调质钢 40Cr、40MnB等。钢含合金元素总量3 %。

41、2中淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 %左右。38 CrSi、35 CrMo 等。1常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。2制造大截面重载荷零件，如曲轴、齿轮等用高淬透性的合金钢。如38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25 Cr2 Ni4 W A等。滚动轴承钢滚动轴承钢*内套、外套、滚动体及保持架 *除保持架常用低碳钢（08钢）板冲制成型外，均由轴承钢制成。* 轴承钢性能要求 * 牌号：GCr815铸铁简介 * 铸铁：是Wc>2.11%的铁碳合金，一般W c=2.5-4.0，Ws =1.0-3.0。铸铁在工业生产的应用量仅次于钢。 * 铸铁的特点：1）铸铁含碳和含硅量较

42、高，含杂质元素硫、磷较多。2）铸铁的强度、塑性和韧性较差，不能进行锻造。但是，铸铁的硬度和抗压强度与钢相近。3）铸铁的生产设备和工艺简单，价格低廉；铸铁具有优良的铸造性、可切削加工性，优异的消震性和良好的耐磨性等。* 铸铁的石墨化：铁碳合金中，含碳量超过2.11%，碳可以Fe C形式存在，在一定的条件下（调整化学成分和控制冷却速度），碳也可以石墨的形式结晶。铸铁的分类铸铁的分类 * 1、白口铸铁：全部或大部分以化合态的 式存在，断口呈白亮色。* 2、灰口铸铁：全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色。 灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 * 3、麻口铸铁：灰口白口铁的混合组织。 蠕墨

43、铸铁的组织特征：基体（FF+PP）+蠕虫状石墨，与片状石墨相比，蠕虫状石墨长厚的比值明显减少，一范围内。灰铁的应用 * 制造承受压力和震动的零件，如机床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。球墨铸铁的用途球墨铸铁的用途 等温处理后，球墨铸铁的强度可达12001450NPa，冲击韧性为 300360KJm2，硬度为33 51HR常用作受力复杂的齿轮、曲轴、凸轮轴等。蠕墨铸铁的应用蠕墨铸铁的应用 * 蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。可锻铸铁的应用可锻铸铁的应用 * 用于制造形状复杂且承受振动载荷

44、的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。第四章 金属材料的回收与利用1、报废汽车金属材料回收概述报废汽车金属材料的构成： 一辆报废汽车中，金属材料一 80%左右，其中有色金属占3%-10%。 汽车上使用的金属材料主要可分为黑色金属和有色金属。黑色金属主要是钢和铸铁；有色金属有铝、镁、铜及其合金，少量的锌、铅、锡及钛合金，有色金属中铝的含量最多，主要以铝合金的形式应用。2 国外报废汽车中金属材料回收* 国外旧车回收的一个重要渠道是各大汽车公司回收自己的旧车，对于回收后可重用的零部件直接用到现使用的车上，不可重用的零部件可以材料形式回收，发动机上有很多零部件可直接重用到新车上，

45、而性能不会有任何影响，如发动机支架空调压缩机支架、机油标尺、离合器压盘等。这样做旧车可最大限度地回收利用。* 日本轿车的更新换代很快，使用期较短，发动机旧件基本上可以重用，机身和其他尚可用作备件的各零部件可在日本国内流通，也可出口。不可用的零部件由专人将铁和铝及其他有色金属分离，铁多数熔化后用于土建材料，铝则可再生之后用于生产汽车零件或其他产品。车身一般只作为材料回收。车身骨架经冲压之后，利用磁铁将铁和其他有色金属材料分离，然后，再将有色金属材料和非金属材料（树脂、纤维、木材、玻璃等）分开。 * 德国，目前75%废旧汽车上的材料可回收利用，与日美等国差不多，其余25%的材料为不可回收材料，需作

46、堆放和填埋处理。德国奔驰汽车公司已使金属回收率达到95%。*美国对汽车回收的研究很先进深入，起步较早。美国三大汽车公司都有专门的汽车回收试验研究中心，对汽车上的各种材料回收都有成果和专利问世。* 国外废旧汽车回收生产线主体是破碎机，辅助设备是输送、分选、清洗装置。先由破碎机用锤击方法将废钢铁破碎成小块，再经磁选、分选、清洗，把有色金属和非金属、塑料、油漆等杂物分离出去，得到的洁净废钢铁是优质炼钢原料。这样处理废旧汽车的生产线在世界上已有600多条，但大多数集中在汽车工业发达的国家。我国废旧汽车中金属材料回收现状我国旧车的报废与回收从形式上分为二种：官方回收和民间回收。官方回收按照国家规定，车辆

47、五大件发动机、变速箱、前后桥、方向机、车架必须严格按照材料形式回收，不准再出售利用。其他的金属材料零部件如钢板弹簧等可利用的均可进入旧车交易市场或旧车零部件市场出售，或者以材料形式回收。民间回收实际上包括了旧车报废及其零部件的交易两个方面。回收单位并不是严格意义上的企业，而是一些个体私人作坊，报废及回收的手续很大程度上与国家的有关政策不相符合。如安徽凤阳刘府拆旧市场，国家规定不准出售的五大件可以随意买到，而且可以拼装整车出售，对明文规定的法律法规视若无睹。2、报废汽车金属材料的机械处理* 报废汽车金属材料的机械处理工序：（1）剪切工序：用钢材剪断机将废钢剪断，以便运输和冶炼。 （2）打包工序：

48、用金属打包机将驾驶室在常温下挤压成长方形包块。（3）压扁工序：用压扁机将废旧汽车压扁，使之便于运输剪切或粉碎。 （4）粉碎工序：用粉碎机将被挤压在一起的汽车残骸用锤击方式撕成适合冶炼厂冶炼的小块。3、废旧汽车零部件的翻新重用* 汽车报废并不意味着其中的所有总成和零部件都得报废，其实有部分总成和零部件完全可以经翻新后重用，因此，汽车报废后，对可用总成及零部件应尽量避免以材料形式回收（再利用件）。在国外，如美国为节约能源最大限度地降低材料消耗，对汽车上的一些旧的总成进行翻新，翻新后的发动机、变速箱、制动电机、起动电机等部件直接进入本国配件市场，供汽车维修并出口，有的还实行以旧换新（即翻新后的总成）

49、制度以促进旧总成的回收。日本轿车报废后，发动机旧件基本上可重用，机身及其他尚可用作备件的各零部件可在日本国内流通，也可出口。* 我国则情况特殊，为防止一些人利用报废旧车拼装新车出售，会给交通安全造成很大威胁。国家明文规定：车辆五大总成发动机、变速箱、前后桥、方向机、车架必须粉碎，按材料形式回收，不准翻新重用。其他可用零部件可经翻新重用，可以进入旧车交易市场或旧车零部件市场出售。特别在进口汽车的配件供给不畅的情况下，条件修复、翻新重用具有举足轻重的作用。* 其实我国对五大总成的规定有不尽合理之处，只考虑到交通安全这一方面，而没有考虑到资源浪费的另一方面。如在变速箱、发动机中，有许多零件其材质很好

50、，生产附加值均很高，如果将它们压碎作材料回收处理，非常可惜。应该有两全之策，至少可以将部分总成中的零部件进行精拆，经质量检测合格的重用。4、汽车钢铁材料的来源（汽车车身、各种弹簧、后桥齿轮、曲轴）* 汽车上钢铁主要可以分为钢板、特殊钢和铸铁。5、汽车钢铁的回收利用工艺废钢铁回收处理方法介绍 *废钢铁回收处理方法主要包括：磁选、清洗、预热等。*磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异，在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。*磁选是分选铁基金属最有效的方法。将固体废物输入磁选机后，磁性颗粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受到磁场吸引力的作用，使磁性颗粒吸进圆筒上，并随圆筒进入排料端排出； 非磁性颗粒由

51、于所受的磁场作用力很小，仍留在废物中。磁选所采用的磁场源一般为电磁体或永磁体两种。* 清洗：用各种不同的化学溶剂或热的表面活性剂，清除钢件表面的油污、铁锈、泥沙等。常用来大量处理受切削机油、润滑脂、油污或其他附着物污染的发动机、轴承、齿轮等。* 预热：露天存放的废钢受潮后， 由于夹杂的水分和其他润滑脂和油会对熔融的金属造成污染，也会因气化爆裂作用而迅速在炉内膨胀，故不宜加入炼钢炉。为此，许多钢厂采用预热废钢的方法，使用火焰直接烘烤废钢铁， 烧去水分和油脂， 再投入钢炉。6、汽车有色金属回收利用一般认为最理想的有色金属回收方法是原零件的重用，这是一种人工为主的回收方法，即人工分解汽车，然后将各种

52、材料和零部件分类放置。这样，铝、镁、铜等合金零部件可按不同合金系进行回收再生。但是，目前工业发达国家用人工拆卸旧车已不再是唯一的方法，并且在逐年减少。原因有: (1)人工拆卸的费用高；(2)拆卸下来的零部件直接利用性不大，特别是轿车更新换代很快，拆卸下的互换性不大；(3)市场上对零部件的需求量很小。这样，经人工拆卸下的汽车零部件还需重熔回收，而拆卸费加重熔回收费促使总费用很高。* 现在较多采用破碎机切碎旧车主体后再分别回收不同的原材料，方法如下：* 将旧车内所有液态物质排放后用水冲洗干净；* 先局部地将易拆卸下来的大件(车身板、车轮、底盘等)拆卸下来；* 将拆卸下的大件和未拆卸的旧车剩余体，分

53、别进入切碎机系统流水线，先压扁，然后在旋转切碎装置上切成碎块；* 流水线对碎块进一步处理，其顺序是:全部碎块通过空气吸道，利用空气吸力吸走轻质塑料碎片；通过磁选机，吸走钢和铁碎块；通过悬浮装置，利用不同浓度的浮选介质分别选走密度不同的镁合金和铝合金；由于铅、锌和铜密度大，浮选方法不太适用，利用熔点不同分别熔化分离出铅和锌，最终余下来的是高熔点铜。* 这种回收方法流程合理，成本相对不高，但对回收铝、镁合金也并非完美无缺，最大的缺点是轿车上用的铝、镁合金属于不同的合金系，既有变形合金又有铸造合金，经破碎和浮选后，不能再进一步分离，成为不同合金的混合物，这就给随后重熔再生合金的化学成分和杂质元素控制

54、带来相当大的困难，大多数情况下仅能作为重熔铸造合金使用，降低了使用价值和广泛性。为了解决铝、镁合金重熔回收后成分混杂、使用价值低的问题，汽车设计师和材料工作者分别在车上主要部件设计以及材料选用上进行了努力。另外，新的分离方法也在不断被开发出来，如铝废料激光分离法、液化分离法等。7、汽车铝的回收利用工艺* 分选的主要目的是将报废车辆的有价材料按金属-非金属、重金属-轻金属、轻金属材料相互混杂（铝材和镁材）、同种合金的不同系列进行分离，方法主要有手工分离和机械分离两种。手工分选是在报废车辆拆解时将有价材料按上述四种类别分开，不过手工分选劳动强度大，速度和效率都由此受到限制。* 机械分选有连续自动分

55、选、筛选、气流分选、液流分选、磁力分选、电力分选等，主要看报废车辆材料的性质、含杂质多少、类型及数量等因素决定来用何种机械分选方法。机械分选速度快、效率高，宜于大规模生产。分级* 分级按新废料、旧废料、金属屑、金属碎屑或浮渣四个类别进行。* 新废料一般无需再进行与预理即可作为初级原料进入熔炼炉，熔炼回收率通常不小于97%。 旧废料须进行预处理，即经过分选、磁选、浮选- 沉降-分级等，必要时还须进行涡流分选或强磁场分选，然后进入熔炼工序。金属屑、金属碎屑或浮渣多数情况下也须经破碎、分选等预处理才能进入熔炼工序。金属含量过低的残渣则退出清除。 熔炼* 报废车辆含铝废料经分级预处理以后即被送往熔炼工

56、序。控制炉内气氛的燃气及所含杂物对金属熔炼的还原至关重要；选择合适的熔炼、精炼工艺及全程控制决定着再生铝的质量及熔炼回收率。在这里金属屑、盐渣、粉尘等都会对熔炼产生影响。* 有些废料中含有夹杂物或者表面黏附着涂层或杂质，通常须在多室炉中进行焙烧，然后送入精炼炉中精炼。* 配料* 根据废铝料的配制及质量状况，按照再生产品的技术要求，选用推算出各种滤料的用量，配料应考虑到金属的氧化烧损程度。* 例如：（1）根据目标产品配制铝合金的合金成分；（2）添加铝合金熔剂：KCl、NaCl在铝熔炼过程中主要起覆盖剂作用，配加冰晶石（六氟合铝酸钠 ）、氟盐等具有清渣作用等。* 再生铝合金* 废旧铝料中只有一小部分再生成变形铝合金，约1/4再生成炼钢用的脱氧剂。而大部分再生成铸造用的铝合金，主要是压铸用的铝合金。* 熔炼设备及热能：熔炼废旧铝料设备多为火焰反射炉（干法），还有拱式火焰炉。燃料用烟煤、柴油、燃气或天然气。另外也可采用多工频感应电炉。* 中间合金的配制：在铝合金中，一般为多元合金常含有硅、铜