轿车车身用材料.docx
- 文档编号:8998114
- 上传时间:2023-05-16
- 格式:DOCX
- 页数:58
- 大小:2.96MB
轿车车身用材料.docx
《轿车车身用材料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轿车车身用材料.docx(58页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
轿车车身用材料
关于轿车车身用材料的认识
——学习笔记及认识总结
李良
30608020406
车辆工程
轿车车身是轿车的重要组成部分,由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环境,其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。
因此,车身材料既要满足车身设计、生产(制造)、装配、维护方面的要求;还要满足使用、安全等方面的要求,即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接,易加工成型等方面的要求,所以轿车车身用材料种类较多。
车身用材料大致可分为二大类:
金属材料:
钢板、铸铁等重金属材料;铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料
非金属材料:
工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等
轿车车身材料的使用分类:
1、钢板:
热/冷轧钢板、表面处理(镀覆)钢板、不锈钢板、高强度钢板等
2、轻金属材料:
铝板、铝合金、镁合金、钛合金等
3、复合材料:
玻璃纤维增强材料(GFRP)、碳纤维增强材料(GFRP)等
4、非金属材料:
玻璃、塑料、橡胶、皮革、人造革、化学纤维等
5、衬垫材料:
皮革、纸板、软木、石棉、人造革、泡沫塑料等
6、涂装材料:
(构成:
油料、树脂、颜料、稀释剂、辅助材料)底漆、面漆、腻子、辅助材料等
7、内饰材料:
各类织物、皮革,软质材料,塑料等
8、胶粘剂:
密封胶、粘接剂等
一、轿车车身用钢板
钢板的主要性质有:
可塑性、弹性、加工硬化等
热轧软钢板:
含碳量一般在0.15%以下,硬度低、抗拉强度不高。
主要用于挡泥板、地板、行李箱铰链、保险杠等。
冷轧软钢板:
相比热轧软钢板加工性能好,且表面美观。
如Q215、碳钢和低合金结构钢冷扎钢板、10F、08F、优质碳素结构钢冷轧薄钢板等,用于车身外板、零件的外壳、车顶板、行李箱盖、发动机罩、车门内外板、保险杠、挡泥板等。
高强度钢板:
抗拉强度相当高,具有很强的抗破坏能力。
用于车身外板、翼子板等。
表面处理钢:
镀锌钢板、锌粉漆涂装钢板等,防腐蚀性能好。
用于车门、车顶内衬板、下护板、车身底部等。
汽车车身用钢(3类):
汽车车身外板用钢:
汽车车身外板用钢主要用于制造前、后、左、右车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等零件。
汽车车身外板应具很好的成形性,抗腐蚀性和抗凹性以及良好的点焊性,汽车车身外板多用镀层板,以满足汽车外板4年运行无锈斑的防腐要求(最近欧洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能与汽车同寿命),为了提高抗凹性,汽车外板的钢板多用BH钢(烘烤硬化钢),IF增磷钢以及高成形性的冷轧退火双相钢(如DP30260等),以减薄厚度,保证抗凹性;涂层板多用热镀锌板、热镀锌铁板、电镀锌板以及电镀锌-Ni板等,用合金镀层板的目的是减薄镀层厚度,提高结合力,改善点焊性,减少焊接车间锌污染。
汽车车身内板用钢(四门两盖的内板用钢):
汽车车身内板零件比外板形状更为复杂,要求车身内板用钢应具有更高的成形性和深冲性能,因此车身内板多用冲压成形性和深冲性能优良的IF钢,少量用IF-增磷钢;其镀层要求与外板类同,热镀Zn2Fe板或电镀Zn2Ni板;由于合金镀层较薄,为防止运输或冲压时对镀层的损伤,通常在镀层板的表面再涂一层有机薄膜,既保护镀层,又改善冲压性能,并可减少冲压摩擦和镀层损伤,改善板材成形性。
汽车车身结构件用钢—先进高强度钢:
高强度钢板的种类主要有:
加Si、Mn、P等固溶强化型;
加Nb、Ti、V等析出硬化型;
复合组织型、双相型和回复退火型等。
高强度钢板的抗拉强度一般在600N/m㎡以上,其破坏强度为低碳钢板的2~3倍。
车身结构件或者白车身(BIW),既和汽车碰撞安全有关,又和汽车轻量化密切相关;因此选材要求既有高强度,又有良好的塑性。
先进高强度钢(ad2vancedhighstrengthsteel,AHSS)由于具有较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,力学性能更加均匀,因而其回弹量的波动小;同时这类钢具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命;因此采用这类钢具有更多的降低板厚、减薄规格的可能。
具体钢种举例(9种):
1、超深冲IF冷轧钢板
在碳≤0.008%的超低碳钢中,加入足够量的强碳、氮化合物形成元素钛和铌,使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物(Ti(C、N),Nb(C、N)),钢中无间隙原子存在,这种钢称为“无间隙原子钢”,即InterstitialFreeSteel,缩写成IF钢。
工业生产超低碳IF钢,若不经过钛或铌微合金化处理,其(111)退火织构不强,r值不高,因为微合金化处理是为了消除固溶体中的碳、氮间隙原子,得到纯净的铁素体基体。
钢中加入钛和铌的量,要使钢中的C、N原子被完全固定,而纯净的铁素体中无间隙原子存在,这就是IF钢的冶金学基础。
在IF钢中,根据添加微合金元素不同,可将IF钢分为Ti-IF钢、Nb-IF钢和(Ti+Nb)-IF钢三类。
我国开发的IF钢主要是Ti-IF钢(St16)和(Ti+Nb)-IF钢(BIF3、相当于St17)。
IF钢的性能受化学成分、钢坯加热温度、终轧温度、卷取温度、冷轧压下量和退火温度等参数的影响。
但最终热轧板卷应获得细小的铁素体组织和粗大的析出物,如碳、氮化合物。
因为粗大的析出物有降低再结晶温度的作用和有利于r值和塑性的提高。
IF钢再退火过程中,要完成铁素体再结晶和晶粒长大以及发展再结晶结构#高的退火温度有利于{111}织构的发展和晶粒粗化。
钢板的力学性能:
屈服强度在127~190MPa波动,波动范围较大,但其平均值为137~149MPa,即在150MPa以内,屈服强度不高;抗拉强度在275~320MPa波动,平均值为286~301MPa,比较适中;伸长率在40%~52%波动,平均值43.1%~46.6%,均值可达St17冷轧钢板的水平。
2、冷轧高强度钢板
深冲冷轧高强度钢板主要用磷强化,这是由于磷的强化能力很强,约为硅的7倍,锰的10倍。
钢中加入0.1%的磷和加入0.7%的硅或1.0%锰,其强化效果是等同的,这可节约大量的合金元素,既降低了钢的生产成本,又不会因钢中加入多量的合金元素(Si或Mn)而降低钢板的塑性。
强化原理:
磷属于置换固溶强化,当磷原子置换铁原子时#在磷原子周围产生弹性形变,引起晶格位移,从而使钢强化。
磷在钢中的冷脆性常被人们关注。
只要钢中磷含量≤0.12%,其对钢的冷脆性影响就很小。
还应当指出,随着钢中含碳量增加,磷的冷脆性倾向加大,一般深冲高强度钢板均用低碳或超低碳生产。
3、冷轧烘烤硬化钢板
薄板在冲压成形前具有较低的屈服强度,经冲压成形或预拉延变形后,随即进行烘烤(约170℃)或高温处理,薄板的屈服强度得到一定程度的提高,这种薄板称烘烤硬化钢板(简称BH钢板)。
含有间隙固溶原子C、N的退火状态薄板,经变形后,导致基体内位错密度增加,C、N原子向位错扩散的距离缩短,随着高温时效处理(或烤漆温度处理),提高了C、N原子扩散的热激活能,促使其向位错的扩散加快。
C、N原子在位错处聚集,钉轧位错,此时薄板再变形需要更高的屈服应力。
薄板呈现烘烤硬化值,用BH表示。
薄板的烘烤硬化值(BH值)主要依赖于钢中固溶原子C,随着固溶C量增加,BH值提高。
为防止薄板在较短时间内(3个月)出现时效倾向,应控制钢中固溶C量,一般为
,这时可获得
以上的烘烤硬化值,固溶C量增加,BH值提高,薄板的时效倾向加大,可用增大冷平整量来控制时效倾向,但降低薄板塑性。
烘烤温度提高,BH值增加,烘烤温度在250~280℃时BH值达到最大值。
4、相变诱导塑性钢
将0.10%~0.40%C、1.0%~2.0%Si和1.0%~2.0%Mn,加热到(α+γ)两相区,保持一定时间,以某一速度冷却到钢的贝氏体转变温度保温,最后得到铁素体+贝氏体+(10%~20%)残余奥氏体的复合组织。
当钢板经冷加工成形时,诱发残余奥氏体向马氏体转变,呈现高强度和高塑性。
5、冷轧双相钢板
随着强度的增加,钢板伸长率下降,要获得强度高,塑性好的钢板,最理想的组织应为铁素体(高塑性)+马氏体(高强度)。
要求马氏体不破坏冲压时的基本组织(铁素体)变形的连续性,马氏体应为岛状,这种铁素体+马氏体钢称为双相钢。
它具有以下优点:
a、屈服点低,抗拉强度高,屈强比低。
b、无屈服点伸长或是屈服伸长"应力应变曲线平滑。
c、伸长率高。
d、初始加工硬化率高,加工强化性能高。
e、抗疲劳性能好。
冷轧双相钢(相变强化)可获得高强度和良好的塑性,冷轧双相钢具有高抗疲劳性、抗碰撞吸收能、好的抗凹陷性能和安全性,被汽车界所关注,有可能成为汽车特别是轿车首选的冷轧高强度钢板。
6、表面处理钢板(可与高强度钢板结合)
(1)热镀锌和电镀锌钢板;
(2)合金化热镀锌钢板(简记为GA钢板);(3)Zn-Ni合金电镀钢板;(4)双层Zn-Fe合金电镀钢板;(5)薄膜有机复合钢板;
统计表明,热镀锌钢板生产的汽车的腐蚀率、故障率仅为普通钢板生产汽车的1/3。
随着汽车使用期的延长更加明显。
目前,中国轿车车身全部采用镀锌钢板的有上海通用别克、上海大众帕萨特、一汽-大众AudiA6和一汽轿车M6等。
但目前生产量大的上海桑塔纳和一汽捷达,其车身用镀锌钢板每车只有约20~25Kg。
7、减振复合钢板
减振复合钢板是在上下2层钢板之间夹着1层厚度约0.05mm的高分子阻尼材料,把金属材料和高分子材料的特性有机地结合起来。
因此,减振复合钢板既具有金属材料的强度、塑性、可焊性和冷加工成型性,又具有高分子材料的阻尼特性。
为减小汽车振动、降低噪声、增加乘坐的舒适性,在汽车发动机和变速器周围的冲压件常采用减振复合钢板制造,如发动机油底壳、气缸罩盖、变速器正时齿轮盖板、齿轮室罩盖和驾驶室前围板等。
如果将减振复合钢板中间高分子阻尼材料由0.05mm增加到整板厚度的1/3~1/2,这种钢板既具有优异的减振性能,又可在不降低零件刚度的条件下大幅度减轻汽车质量。
8、热轧酸洗钢板
热轧钢板生产流程短,成本低,钢板有较高的强度和较好的伸长率,主要用来制造汽车车架、车轮、车厢及底盘和结构件。
这种钢板经盐酸酸洗、在线平整和涂油,钢板表面光洁平整,尺寸精度高,称热轧酸洗钢板。
可用它代替部分冷轧钢板生产结构件和深冲件,以降低汽车成本。
9、不锈钢
具有减轻质量潜力的不锈钢材料主要为高强度不锈钢。
如AISI301L(0.02%C-17.3%Cr-7%Ni-1%Mn-0.15N)钢试制的防撞弓形梁、档板等零部件,减轻质量幅度一般可达15%左右。
二、轻金属及其合金材料
1、铝及其铝合金
汽车用的铝材主要为铝板材、挤压材、铸铝及锻铝。
铝板开始用于车身发动机罩外板、前翼子板、顶盖,后来又用于车门、行李箱盖板。
其他应用有车身结构、空间框架、外覆盖件和车轮等构件,如车身、冷气设备、发动机缸体、气缸盖、悬架支架、座椅等。
此外,铝合金还广泛用于汽车电器和导线上,铝基复合材料也可用于制动刹车片和一些高性能结构件上。
用于汽车车身的铝合金板材有:
Al-Cu-Mg(2000系),Al-Mg(5000系)和Al-Mg-Si(6000系)。
6000系合金中主要的合金元素是Mg和Si,并形成Mg2Si相,属于热处理可强化铝合金。
Al2Mg2Si合金具有较高的强度、较好的塑性和优良的耐腐蚀性。
6000系的铝合金综合性能良好,可用于冲压发动机罩盖,具有烘烤硬化效应;2000系合金属于Al2Cu2Mg系,是一种热处理可强化的铝合金,其具有优良的锻造性、较高的强度和良好的焊接性能,强化相为CuMgAl2和CuAl2。
2000系合金具有很好的烘烤强化效应,但其抗腐蚀性则比其它系列的铝合金差;5000系的铝合金成形性更好,可用于一些复杂形状的冲压件, 5000系合金中Mg是主要的合金元素,固溶于铝基体中,形成固溶强化效应,是一种热处理不可强化的铝合金。
Al2Mg合金具有良好的抗腐蚀性和焊接性。
SG1122T4A的车身铝合金板材,硬度比普遍铝板高115倍,同时具有良好的冲压加工性。
,国外轿车的车身主要以板材、挤压材等变形铝材为主。
美、日和欧洲等国的轿车车身用铝主要有2000系,5000系,6000系和7000系等合金。
在纯铝中加入Cu、Mg、Zn、Si、Mn、稀土等合金元素配制成各种铝合金,再经冷变形强化、细晶强化、固溶强化及时效强化来提高强度,以满足工程应用。
变形铝合金的合金含量较低,为可以通过压力加工制成各种型材及成形零件的一类合金,按性能的不同,可分为以下几种。
一是防锈铝合金。
主要有Al-Mg、Al-Mn系合金,合金含量少,塑性及耐蚀性好,易于成形及焊接,强度低,适于要求抗蚀及受力不大的零部件,如油箱、油管、铆钉、日用器皿。
二是硬铝合金。
主要为Al-Cu-Mg系合金,其强度高,但抗蚀性及焊接性较差,主要用于制造中等强度的飞行器的各种承力构件,如飞机蒙皮、壁板、桨叶,硬铆钉等。
三是超硬铝合金。
属Al-Zn-Mg-Cu系合金,为硬铝中再加锌、铬、锰等合金而制成,强硬度更高,为时效强化效果最高的铝合金,其热态塑性好,但耐蚀性差,主要用于工作温度较低,受力较大的飞机大梁、螺旋桨叶等。
四是锻铝合金。
主要为Al-Cu-Mg-Si系及耐热性突出的Al-Cu-Mg-Fe-Ni系铝合金,具有良好的热塑性、铸造性、耐蚀性及焊接性,机械性能与硬铝相近,适于锻压成形,故称锻铝。
主要用于制造形状复杂的锻件,如导风轮及飞机上的接头、框架、建筑用铝合金门窗型材。
铸造铝合金的合金含量较高,熔点较低,适于铸造成形。
常有以下几类。
一是Al-Si系铸造铝合金:
具有优良的铸造性及较好的耐蚀、耐热及焊接性,适于制造各种形状复杂的铸铝件,如内燃机活塞、汽缸体、汽缸头、轿车轮载、仪表壳等,应用量占整个铸铝的50%以上。
二是Al-Cu系铸造铝合金:
此类合金的强度特别是高温强度较大,主要用于在较高温度(300℃以下)工作的零件,如内燃机汽缸头及活塞等。
三是Al-Mg系铸造铝合金:
此类合金属于高强度和高耐蚀性的合金,密度小,抗冲击,常用于外形较简单、承受冲击载荷、在腐蚀介质下工作的船舰配件、化工零件等。
四是Al-Zn系铸造铝合金:
此类合金是最便宜的铝合金,其铸造性好,强度较高,但耐蚀性较差,密度较大,主要用于受力较小,形状复杂的仪器仪表件及建筑装修小配件。
五是Al-Li系铸造铝合金:
是近几年开发的新型铝合金,由于锂(Li)的加入使密度降低10%~20%,而Li对Al的强化效果十分明显,使其比强度、比刚度大大提高,已达到部分取代硬铝和超硬铝的水平,且耐蚀及耐热性较好,是航空航天工业的新型结构材料。
六是Al-Re系铸造铝合金:
为Al-Si系合金中加入稀土Re,铸造性好且耐热性高,用它制成的内燃机活塞的使用寿命比一般铝合金活塞高七倍以上。
铝合金的基本特性:
(1)铝合金的比重轻,仅为钢铁材料的1/3左右,纯铝的比重为2.68g/cm3;
(2)强度高,延性、塑性好,且可以通过热处理改变其力学性能,并具有良好的低温性能;
(3)加工工艺性能好,可铸造、锻造、焊接、轧制、冲压成形,类同于钢;
(4)具有良好的抗蚀性,可以生成致密的氧化膜,即使在酸性介质中也具有良好的耐蚀性;
(5)具有高的弹性,并且无磁、无毒、无火花放电;
(6)易于涂装且表面可以精饰;
(7)可以回收,循环使用,是很好的绿色材料;
(8)具有高的弹性变形性能。
铝合金的在汽车中的应用形式:
铸造铝合金:
铸造铝合金在汽车中的应用以在发动机中的应用最为典型,Si~Cu系列的GD-AlSi9Cu3压铸铝,其中包括铝活塞、铝缸盖、铝缸体等部件;此外,铸造铝合金在底盘零件中也有应用,主要是应用在各类壳体上,如变速箱壳体;部分轿车车轮亦采用铸造铝合金制造。
锻造铝合金:
多用于制造轿车车身结构件和悬架支撑件等。
液态模锻铝合金:
采用液态模锻工艺生产的活塞性能更好,尤其是这种工艺可以用于生产在活塞顶部采用复合材料局部增强的活塞。
挤压铝合金:
在汽车上应用的挤压铝合金型材种类多样,应用较多的是5000系和6000系合金,高强度挤压材有时亦有采用2000系铝合金。
挤压铝合金型材可用于车身结构件,有些型材则用于汽车的装饰件,如车窗骨架构件;挤压棒材和方型材用于加工汽车的各类要求较高的阀体,如制动系统的ABS的HCU阀体等;有些挤压管材用于加工储气筒,一些大直径的管材用于加工复合材料增强的高压气瓶内胆。
变形铝合金板材:
变形铝合金板材主要用于车身覆盖件。
目前,轧制板材应用较多的是6000系列的烘烤硬化板,主要用于冲压发动机外板及行李箱外板,这类变形铝合金板除了应具有良好的冲压成形性外,还应具有翻边延性、以利于内外板的连接;同时,还应具有良好的烘烤硬化性能,即在170℃左右30分钟即可发生充分的烘烤硬化。
另一类变形铝合金是5000系列的铝合金,这类合金除应具有良好的成形性和强度外,还应具有良好的可焊性,目前,多用于制造商用车的油箱和制动储气筒,而薄板变形铝合金则广泛用于制造汽车水箱。
近年来,为了扩大铝合金板材的应用,也开始研制激光剪截拼焊毛坯,用于汽车的冲压件。
半固态成形件:
金属半固态成形技术起源于二十世纪七十年代,其特点是高效、高性能、低成本、节能环保。
利用Thixmolding工艺,可为一些汽车公司生产铝镁合金铸件和交通运输和武器装备零部件的生产。
。
泡沫铝材:
泡沫铝材是一种在金属基体中分布有无数气泡的多孔材料,它可以通过去除夹在铝中的其它物质来获得,如烧结、电镀、铸态渗流法等,也可以在熔融态的铝中产生气泡来制造,如发泡法和气泡法等。
这种材料的质量更轻、强重比更高,并具有高的吸能特性、高的阻尼特性和吸振特性;将泡沫铝填充于两个高强度外板之间制成的三明治板材,在用于车身顶盖板时,可提高刚度、轻量化并改善保温性能,用在保险杠、纵梁和一些支柱零件上时,可以增加撞击吸能的能力,在轻量化的同时,提高了撞击安全性;因此,泡沫铝材也是特殊的轻量化材料。
2、镁合金
镁合金是最轻的金属结构材料,其密度为1.75~1.90g/cm3。
镁合金的强度和弹性模量较低,但它有高的比强度和比刚度,在相同重量的构件中,选用镁合金可使构件获得更高的刚度。
镁合金有很高的阻尼容量和良好的消震性能,它可承受较大的冲击震动负荷,适用于制造承受冲击载荷和振动的零部件。
镁合金具有优良的切削加工性和抛光性能,在热态下易于加工成型。
镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPa,最高可达600MPa以上。
屈服强度,延伸率和铝合金也相差不大。
镁合金还具有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,仿辐射性能,可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件比厚最小可达0.5mm,适应制造汽车各类压铸件。
所用的镁合金材料以铸造镁合金为主,如AM、AZ、AS系列铸造镁合金,其中AZ91D用量最多。
镁合金压铸件适应做汽车仪表板、汽车座椅骨架、变速箱壳体、方向盘操纵系统部件、发动机零部件、车门框架、轮毂、支架、离合器壳体和车身支架等。
3、钛合金
钛是一种银白色的金属,密度为4.5g/cm3,比铁小很多;钛的熔点为1668℃,比铁还要高;热胀系数小,作为耐热材料很有潜力;其制成的钛合金抗拉强度可达1500MPa,可与超高强度钢媲美,其比强度是常用工程材料中最高的;钛合金可在550℃以下工作,优于铝合金及一般钢;钛和钛合金的低温韧性很好,在-253℃(液氮温度)时仍有良好韧性,是最理想的能在超低温下使用的工程金属材料。
钛在550℃以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,使其在大气、海水、硝酸、硫酸等氧化性介质及强碱中的耐蚀性优于大多数不锈钢。
钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛是非常耐热及坚硬的物质,是制作高耐热、高耐磨工具的材料,而金黄色的氮化钛像黄金一样闪亮,已成为一种高级仿金装饰膜材料。
钛合金是一种新型结构材料,它具有优异的综合性能,如密度小,比强度和比断裂韧性高,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,低温韧性良好,抗蚀性能优异,某些钛合金的最高工作温度为550℃,预期可达700℃。
因此它在航空、航天、汽车、造船等行业获得日益广泛的应用,发展迅猛。
钛合金适于制造汽车悬架弹簧和气门弹簧、气门。
用钛合金制造板簧与用抗拉强度达2100MPa的高强度钢相比,可降低自重20%。
用钛合金还可以制造车轮、气门座圈、排气系统零件,还有些公司尝试用纯钛板作车身外板。
日本丰田开发了钛基复合材料。
该复合材料以Ti-6A1-4V合金为基体,以TiB为增强体,用粉末冶金法生产。
该复合材料成本低、性能优良,已在发动机连杆上得到实用。
三、车身用复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学本质不同的组分人工合成的材料,其结构为多相,一类组成相为基体,起粘结作用,另一类组成相为增强相,用以增强材料的机械性能和提高材料的比强度、比刚性等。
复合材料分类:
按性能分:
功能复合型材料、结构复合型材料
按基体分:
高分子基(PMC)、金属基(MMC)、陶瓷基(CMC)复合材料
按增强相分:
颗粒状、层状、纤维增强复合材料
纤维增强复合材料应用最多:
FRP:
纤维增强塑料:
玻璃纤维增强塑料(GFRP,俗称玻璃钢)应用最多,其次
还有碳纤维增强材料(CFRP)
FRM:
纤维增强金属:
连续纤维增强金属、晶须增强金属、粒子增强金属
FRC:
纤维增强陶瓷:
碳纤维系FRC、陶瓷纤维系FRC、晶须纤维系FRC、以及C/C碳纤维增强碳素复合材料)
汽车上主要使用玻璃增强塑料(热固性和热塑性塑料),碳纤维增强复合材料近年来越来越多地用于汽车,主要用于要求耐热性、耐修性的部位如发动机室内的零部件、车身外板和车顶、挡泥板、发动罩、保险杠、行李箱盖、侧门框装饰、风挡窗框。
复合材料用于汽车时比金属有如下优点:
①复合材料一般能减轻质量35%,从而有助于节约燃料和减少废气排放;
②与使用钢相比,模具费用可减少50%;
③复合材料加快生产速度,在生产中实现成本的节省;
④复合材料是适合于适当车辆和用途的理想材料,因为它们能迅速投入生产,有较大的设计自由度,从而使设计师创造性地设计出的新产品“鹤立鸡群”;
⑤复合材料能将为数众多的复杂金属件合并成单独的1个组件,从而在设计中就节约了刀具加工和装配的费用。
1、碳纤维复合材料
碳(石墨)纤维是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500℃所形成的纤维状碳材料,碳含量在90%以上。
碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导等优良特性。
碳纤维复合材料是一种高强度复合材料,主要由作为增强材料的碳纤维和作为基本材料的热固性树脂组成,在众多轻量化材料中具有较高的比强度,比刚性、轻量化效果十分明显,因而被广泛应用于制作汽车结构件,在车身结构中,减轻质量效果尤为明显,比钢铁材料轻50%,比铝材料轻30%。
车身部件中使用碳纤增强材料,至少可达到降低20%~30%的重量或更高的减重目标。
碳纤车身覆盖件加工工艺分3个阶段,即凹模的制作、碳纤车身覆盖件的制作、碳纤件成品的安装。
碳纤维复合材料现在引起了汽车制造厂家的兴趣,由于其刚性高、密度低而具有潜利益。
碳纤维的成本高仍然是作为车辆潜在结构材料实
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轿车 车身 用材