目前,在對(duì)車身輕量化改造這一課題的討論上,已經(jīng)成為了全球領(lǐng)域車企主機(jī)廠共同索要達(dá)成的目標(biāo),這一項(xiàng)被業(yè)界譽(yù)為跨時(shí)代的技術(shù)改革不僅在整體工業(yè)的排放上有著重大的意義,在產(chǎn)品端的性能提升上,制造成本的降低中同樣功不可沒(méi)。那么今天汽車氪舉出幾種車身輕量化改造中所遇到的一些特種材料。
實(shí)驗(yàn)證明汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3~0.6升;汽車重量降低1%,油耗可降低0.7%。這在排放方面有著顯著的作用。
輕質(zhì)鎂金屬
屬鎂是二十世紀(jì)才發(fā)展起來(lái)的新型輕質(zhì)耐腐蝕金屬材料,它具有比重低、單位重量強(qiáng)度大、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)越性能汽車工業(yè)應(yīng)用鎂合金具有高強(qiáng)度、耐熱、耐磨和重量輕的優(yōu)點(diǎn),使其在汽車工業(yè)中逐漸代替汽車上的塑料制品和比重較大的鋼制部件,主要取代原有的發(fā)動(dòng)機(jī)、方向盤(pán)、座椅底座等等。實(shí)驗(yàn)表明,同樣部件,鎂金屬材料的重量會(huì)比鋁質(zhì)的要輕33%,比鈦材料輕60%,比鋼質(zhì)材料更輕達(dá)75%。
目前,在鎂質(zhì)金屬的應(yīng)用上,通用是最早將其確定為計(jì)劃的汽車制造商,用汽車公司采用專利工藝技術(shù)能將鎂質(zhì)材料升溫至450攝氏度,然后將其鑄造成精度極高的零部件形狀,這種鎂金屬材料后備箱蓋已經(jīng)受了多達(dá)77,000次機(jī)械撞擊以及重達(dá)250千克的墜物試驗(yàn),同時(shí)通用還將鎂合金的金屬零部件做了抵御了連續(xù)10周24小時(shí)不間斷腐蝕環(huán)境試驗(yàn),其中包含鹽霧試驗(yàn)100%濕度和極端溫度試驗(yàn)。而這一系列的研究測(cè)試證明該材料有著非常好的性能表現(xiàn)
尼龍
尼龍具有良好的綜合性能,包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性,且摩擦系數(shù)低,有一定的阻燃性,易于加工。由于尼龍具有無(wú)毒、質(zhì)輕、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性及較好的耐腐蝕性,因此廣泛應(yīng)用于代替銅等金屬在機(jī)械、化工、儀表、汽車等工業(yè)中制造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。
那么在汽車制造方面,尼龍有一個(gè)最重要的性能,那就是自潤(rùn)滑特性。在零部件的澆筑過(guò)程中加入自潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),那么在齒輪工作的過(guò)程中,這種油尼龍可以實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑的功能。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,這種尼龍的壽命是磷青銅軸承壽命的25倍!油尼龍內(nèi)含的潤(rùn)滑劑不會(huì)流失、吸附和耗盡,也不需要重新添加。而且制造工藝成本極低。
碳纖維
碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,同一零部件下它的重量不到鋼的1/4,碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000MPa也高于鋼。目前被公認(rèn)廣泛用于超級(jí)跑車,F(xiàn)1方程式賽車的車體制造方面 。
鈦合金
鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬,鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于航空領(lǐng)域。鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān),密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%但是由于鈦的屬性極其特殊,所以在合金領(lǐng)域鈦合金的一些性能則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他合金金屬,例如超強(qiáng)的耐熱穩(wěn)定性,使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450~500℃的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度,而鋁合金在150℃時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃,鋁合金則在200℃以下。目前被廣泛用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),機(jī)身和架構(gòu)方面。目前在汽車制造領(lǐng)域也在研發(fā)和使用當(dāng)中
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