〔汽車(chē)行業(yè)金屬與非金屬材料對(duì)汽車(chē)輕量化的影響金屬與非金屬材料對(duì)汽車(chē)輕量化的影響汽車(chē)輕量化汽車(chē)輕量化的必要性2023年，我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量到達(dá)了880萬(wàn)輛，汽車(chē)消費(fèi)規(guī)模居世界其次。我國(guó)汽境保護(hù)等方面的影響日益明顯，因此要承受的節(jié)能減排的壓力也日趨增大。有關(guān)爭(zhēng)論數(shù)據(jù)說(shuō)明，假設(shè)汽車(chē)整備質(zhì)量降低10%，燃油消耗可削減6%～8%。汽車(chē)總質(zhì)量的3070%的油耗是用在車(chē)身質(zhì)量上的，因此車(chē)身來(lái)車(chē)輛操控穩(wěn)定性和沖撞安全性的提升:由于車(chē)輛行駛時(shí)的顛簸會(huì)因底盤(pán)重量減汽車(chē)輕量化的技術(shù)內(nèi)涵是:承受現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和有效手段對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)展優(yōu)同時(shí)汽車(chē)本身的造價(jià)不被提高，以免給客戶造成經(jīng)濟(jì)上的壓力。實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的主要途徑合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)輕量化技術(shù)進(jìn)展快速，主要的輕量化措施是輕量化的構(gòu)造設(shè)制造、防腐、連接等工藝的爭(zhēng)論應(yīng)用融為一體。在現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)中，利用CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)起著格外重要的作用，涵蓋了汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。運(yùn)用這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化設(shè)計(jì)、制造。輕量化的手段之一就是對(duì)汽車(chē)總體構(gòu)造進(jìn)展分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)零部CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)車(chē)身實(shí)體構(gòu)造設(shè)計(jì)和布局設(shè)計(jì)，對(duì)各構(gòu)件的開(kāi)頭配置、板材厚度的變化進(jìn)展分析，并可從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取由系統(tǒng)直接生成的有關(guān)該車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)展工程分析和剛度、強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于承受輕質(zhì)材料的零部件，還可以進(jìn)展布局進(jìn)一步分析和運(yùn)動(dòng)干預(yù)分析等，使輕量化材料能夠滿足車(chē)身設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。此外利用CAD/CAE/CAM振動(dòng)、疲乏和碰撞分析。通過(guò)開(kāi)發(fā)汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等大型零部件整體加工技術(shù)和相關(guān)的模塊化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，使節(jié)能型汽車(chē)從制造到使用的各個(gè)環(huán)節(jié)都真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。通過(guò)結(jié)合參數(shù)反演技術(shù)，多目標(biāo)全局優(yōu)化等現(xiàn)代車(chē)身設(shè)計(jì)方法，爭(zhēng)論汽車(chē)輕構(gòu)造上削減零部件數(shù)量，確保在汽車(chē)整車(chē)性能不變的前提下到達(dá)減輕自重的目的。具體構(gòu)造合理設(shè)計(jì)有以下3個(gè)方面:剛度進(jìn)展校核，確保汽車(chē)在滿足性能的前提要求下減輕自重。用性能不變的狀況下，縮小尺寸。實(shí)行運(yùn)動(dòng)構(gòu)造方式的變化來(lái)到達(dá)目的。比方承受轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)前置，前輪驅(qū)使整車(chē)局部變小，實(shí)現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。使用型材料據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)(含懸掛系統(tǒng))、發(fā)動(dòng)機(jī)三大件約占一輛轎車(chē)總重量65%以上。其中車(chē)身外、內(nèi)掩蓋件的重量又居首位。因此削減汽車(chē)車(chē)身重量對(duì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功耗和削減汽車(chē)總重量具有雙重的效應(yīng)。為此，首先應(yīng)當(dāng)在白車(chē)身制造材料方面查找突破口。具體說(shuō)來(lái)可以有如下幾種方案:材料等；使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的截面厚度較薄的高強(qiáng)度鋼；屬基復(fù)合材料板、激光焊接板材等。高強(qiáng)度鋼在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用1.0-1.2mm的車(chē)身板可減薄至0.7～15%～20%，節(jié)油8%～15%，為此，世界各國(guó)大力開(kāi)發(fā)各種高強(qiáng)度鋼板，主要包括雙相鋼(DP鋼)板以及目前最先進(jìn)的相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)板等等。DP鋼具有低的屈強(qiáng)比、較高的伸長(zhǎng)率〔均勻伸長(zhǎng)率和斷裂伸長(zhǎng)率〕以及很高的加工硬化率。其高的伸長(zhǎng)DP鋼在構(gòu)造件等。高強(qiáng)度低合金系列中的TRIP鋼是一種型汽車(chē)構(gòu)造用鋼，它利用組織中存在度從而減輕汽車(chē)的質(zhì)量，對(duì)節(jié)約能源、削減排放和提高安全性有顯著效果。輕質(zhì)材料在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用輕質(zhì)金屬材料在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用鋁合金在汽車(chē)上的應(yīng)用及特點(diǎn)鋁合金的特點(diǎn)Cu、Mg、Zn、Si、Mn、稀土等合金元素配制成各種鋁合金，再用強(qiáng)化措施來(lái)提高其強(qiáng)度、硬度、疲乏性能等材料綜合性能，以滿足工程應(yīng)用的需要。與鋼鐵相比，鋁合金具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性有利于環(huán)境保護(hù)；有些鋁合金材料的物理性能已與車(chē)用鋼材相像，具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度。鋁合金零部件的應(yīng)用，可以大大減輕整車(chē)質(zhì)量，依據(jù)美國(guó)鋁學(xué)會(huì)的報(bào)告，汽車(chē)上每使用0.45kg鋁就可減輕車(chē)重lkg，理論上鋁制汽車(chē)可以比鋼制汽車(chē)減重40%左右。由于鋁合金具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以鋁合金成為近二十年來(lái)在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)上使用最多的輕量化材料。在歐美產(chǎn)轎車(chē)中，平均使用鋁材量到達(dá)了200kg左右，鋁化率約為20%。國(guó)內(nèi)轎車(chē)工業(yè)用鋁也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)推想，1993年國(guó)內(nèi)轎車(chē)工業(yè)用鋁量?jī)H為4萬(wàn)噸，2023年為28萬(wàn)噸，鋁合金在汽車(chē)上的應(yīng)用用于汽車(chē)上的鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金在汽車(chē)上金和鋁合金板材等，主要應(yīng)用于車(chē)身和熱交換系統(tǒng)部件(見(jiàn)表2)。2023年鑄造鋁合金的質(zhì)量占整車(chē)質(zhì)量的一比例由原來(lái)的2%上升至6%，而鋁合金板材由1.7%上升到了4%。表1汽車(chē)用鑄造合金的主要部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)零件名稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、進(jìn)氣管、水泵殼、發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)機(jī)殼、起動(dòng)機(jī)殼、搖臂、搖臂蓋、濾清器底座、發(fā)動(dòng)機(jī)托架、正時(shí)鏈輪蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、分電器座等底盤(pán)傳動(dòng)系統(tǒng)變速箱殼、離合器殼、連接過(guò)渡板、換檔撥叉等橫梁、上臂、下臂、轉(zhuǎn)向器殼、制動(dòng)分泵殼、制動(dòng)底盤(pán)行駛和把握系統(tǒng)鉗、車(chē)輪、操縱叉等離合器踏板、制動(dòng)踏板、方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)其他系統(tǒng)部件ABS系統(tǒng)部件表2汽車(chē)用變形鋁合金的主要部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)零件名稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)頂蓬、車(chē)門(mén)、翼子板、行車(chē)身系統(tǒng)部件李箱蓋、地板、車(chē)身骨架及掩蓋件等發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、機(jī)油散熱器、空調(diào)冷凝熱交換器系統(tǒng)部件器和蒸發(fā)器等沖壓車(chē)輪、座椅、保險(xiǎn)杠、車(chē)廂底板及其他系統(tǒng)部件裝飾件等發(fā)動(dòng)機(jī)一般狀況下，發(fā)動(dòng)機(jī)約占整車(chē)重的18%，發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化是整車(chē)輕量化的重輕，承受鑄鋁合金來(lái)代替鑄鐵生產(chǎn)氣缸體，6缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體可以減輕質(zhì)量66.5～88kg(見(jiàn)表3)，較大幅度地減輕了汽車(chē)自身質(zhì)量；二是它的導(dǎo)熱性比鑄鐵改善和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。表3鋁鑄件代替鑄鐵件的質(zhì)量比照表零件名稱(chēng)kgkg質(zhì)量比發(fā)動(dòng)機(jī)缸體80～12013.5～323.8～4.4:1發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋18～276.8～11.42.4～2.7:1進(jìn)氣歧管3.5～18.01.8～9.02:1轉(zhuǎn)向機(jī)殼3.6～4.51.4～1.82.5～2.6:1傳動(dòng)箱殼13.5～23.05.0～8.22.7～2.8:1制動(dòng)轂5.5～9.01.8～3.62.5～3.1:1水泵殼1.8～5.80.7～2.32.4～2.6:1油泵殼1.4～2.30.5～0.92.6～2.8:1發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、活塞、連桿、搖臂等零部件早已跟隨汽車(chē)工業(yè)的進(jìn)展需要，用鋁合金材料替代了黑色金屬材料。現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞幾乎都用鋁合金制造，材料以共晶鋁硅合金為主，承受重力鑄造、液態(tài)模鍛、鍛造等方法制造成型。國(guó)外常用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋的鋁合金為ASM319(美)而中國(guó)為ZL101合金，其鑄造方法為金屬型重力鑄造和低壓鑄造工藝。英國(guó)陸虎的高精度鋁缸蓋鑄件，其質(zhì)量?jī)H是鑄鐵缸蓋的6%，切削量削減20%。目前，轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件中不僅活塞、散熱器、氣缸蓋等部件承受鋁合金材料，而且缸體、油底殼甚至氣缸套和連桿也開(kāi)頭已開(kāi)發(fā)或使用了全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，比方日產(chǎn)的VQ發(fā)動(dòng)機(jī)，寶馬的M52直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，奔馳的V6和V8發(fā)動(dòng)機(jī)、奧迪A8的V8發(fā)動(dòng)機(jī)等。車(chē)身汽車(chē)車(chē)身的重量約為汽車(chē)總質(zhì)量的30%。所以汽車(chē)車(chē)身的輕量化對(duì)于減輕汽2世紀(jì)80年月，鋁合金板材開(kāi)頭用于車(chē)身發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、頂蓋。隨著沖壓和成保險(xiǎn)杠等更多的車(chē)身部件。德國(guó)群眾公司于1999年推出型奧迪A2轎車(chē)，該車(chē)榮獲2023用全鋁空間框架車(chē)身ASF，整車(chē)鋁外殼，從前頂柱到行李艙邊，包括車(chē)門(mén)手把都是用鋁合金沖壓成型。該車(chē)承受鋁材使整車(chē)質(zhì)量比傳統(tǒng)鋼制車(chē)身減輕40%以上，僅有895kg，空氣阻力系數(shù)僅為0.25，平均油耗降至每百公里3升。2023年推出的全奧迪A850個(gè)減至2960%，還比同類(lèi)車(chē)型的鋼制車(chē)身車(chē)重削減50%。就鋁合金板材的應(yīng)用進(jìn)展趨勢(shì)看，強(qiáng)度高、成形加工性好、外表質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋁合金板材將取代鋼板成為汽車(chē)車(chē)身的主要材料。底盤(pán)鋁合金在汽車(chē)底盤(pán)上的應(yīng)用主要表達(dá)在車(chē)輪和懸掛系統(tǒng)零件上。車(chē)輪是車(chē)輛承載的重要安全部件，對(duì)其安全性要求很高。鋁合金輪轂較鋼制輪轂平均輕2kg金輪轂在汽車(chē)上得到廣泛承受，正逐步代替長(zhǎng)期占主導(dǎo)地位的鋼制車(chē)輪。1999市場(chǎng)占有率將上升到70%2023車(chē)鋁合金車(chē)輪4500萬(wàn)件，出口2300萬(wàn)件。懸掛系統(tǒng)中的汽車(chē)下擺臂、上擺臂、架支架，使懸掛質(zhì)量減輕了15%。鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用及特點(diǎn)鎂合金的特點(diǎn)再減重l5%～20%，對(duì)于汽車(chē)減重是格外抱負(fù)的金屬材料。與其他一般的金屬構(gòu)造用率高等優(yōu)點(diǎn)。另外，鎂在自然界中具有豐富的隱蔽量，是地球上排位第8的富有元素，其含量約占地殼質(zhì)量的2.8%，它也是海水中的第3富有元素，約占海水質(zhì)量的0.13%，是取之不盡的資源。充裕的鎂資源為推動(dòng)鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用和普及供給了良好的平臺(tái)。鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用從上世紀(jì)90年月開(kāi)頭，歐美、日本的汽車(chē)公司都漸漸開(kāi)頭把鎂合金用于很多60多個(gè)零部件承受鎂合金。按使用部位性質(zhì)的不同，分為殼類(lèi)和架類(lèi)兩類(lèi)零件。殼類(lèi)零件承受高塑性的鎂合金不僅可減輕質(zhì)量，且由于鎂合金的阻尼衰減力氣強(qiáng)，還可提高汽車(chē)抗振動(dòng)及耐碰撞性能，降低汽車(chē)運(yùn)行時(shí)的噪音；主要包括氣缸蓋、離合器殼、變速器殼、濾油器殼、空氣濾清器殼、分動(dòng)器殼、增壓器殼、燈罩等。架類(lèi)零件包括方向盤(pán)、儀表盤(pán)、風(fēng)扇架、擋泥板架、踏板托架、轉(zhuǎn)向支架、剎車(chē)支架、燈托架、座椅架、車(chē)身支架、車(chē)門(mén)框架、輪轂等。其中儀表盤(pán)基座、座位框架、方向盤(pán)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)閥蓋、變速箱殼、進(jìn)氣歧管、汽車(chē)車(chē)身等7個(gè)部件鎂合金的使用率最高。鎂合金壓鑄件在國(guó)外的汽車(chē)產(chǎn)品上應(yīng)用量增長(zhǎng)最快，鎂合金已成為僅次于鋁合金鑄件的重要的汽車(chē)40kg/輛。我國(guó)經(jīng)過(guò)“十五”鎂合金重大專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)，在一些車(chē)型上已承受鎂合金變速箱殼體、方向盤(pán)骨架等。長(zhǎng)安微車(chē)上單車(chē)使用鎂合金已到達(dá)9kg，是目前鎂合金用量最大的微車(chē)。估量到202320kg左右的鎂合金材料。目前，應(yīng)用鎂合金的主要障礙是鎂合金的價(jià)格高，防腐處理以及六方構(gòu)造鎂合金變形力氣較差等問(wèn)題，隨著鎂合金材料應(yīng)用的擴(kuò)大，這些問(wèn)題將會(huì)逐步解決。鈦合金在汽車(chē)上的應(yīng)用鈦是上世紀(jì)50年月進(jìn)展起來(lái)的一種重要的構(gòu)造金屬。鈦合金因具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高、無(wú)磁性和超導(dǎo)性等特點(diǎn)在航天航空等尖端科技方面發(fā)揮著重要作用。但目前由于鈦合金材料價(jià)格高，加工條件簡(jiǎn)潔，在汽車(chē)上的應(yīng)用合金連桿，意大利型法拉利3.5升V8發(fā)動(dòng)機(jī)首次使用鈦合金連桿，比鋼制連桿20%；③鈦合金彈簧，鈦合金可用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)彈簧、懸架彈簧上。用鈦合金制造板簧，與抗拉強(qiáng)度達(dá)2100MPa的高強(qiáng)度鋼相比，可降低自重20%。除此以外，鈦合金還應(yīng)用于制造凸輪軸、車(chē)輪、氣門(mén)座圈、渦輪轉(zhuǎn)子、排氣系統(tǒng)零件等。非金屬材料在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用塑料因其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)①密度小、比強(qiáng)度高。②對(duì)酸、堿、有機(jī)溶劑等今，汽車(chē)塑料化已是一個(gè)國(guó)家汽車(chē)工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用包括保險(xiǎn)杠、翼子板、裝飾件、散熱器面罩、油管、燃油箱和儀表板等。汽車(chē)用塑料零部件主要有3類(lèi)：內(nèi)飾件、外飾件和其它構(gòu)造功車(chē)輪、軸承和其他功能件。汽車(chē)塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺、聚SAN及聚氨酯等，一般使用的都是它們的改性材料和復(fù)合材料。塑料在汽車(chē)中的應(yīng)用內(nèi)飾件汽車(chē)內(nèi)飾件所用塑料量已占整車(chē)用塑料量的一半左右。汽車(chē)塑料內(nèi)飾件特別強(qiáng)調(diào)觸覺(jué)、手感、舒適性和可視性等特點(diǎn)，其所用材料應(yīng)滿足外表不反光、無(wú)異味、不產(chǎn)生致使車(chē)玻璃變模糊的物質(zhì)、外表污物易除去、阻燃性好等要求。以前的汽車(chē)內(nèi)飾件應(yīng)用較多的有PVC、ABS和PU等。目前，在儀表板、內(nèi)護(hù)板和座椅中，PVC已漸漸被其它塑料所取代，門(mén)內(nèi)手柄、雜物箱、門(mén)檻飾條及其它零件已PPABSSMC方向盤(pán)、安全氣囊、座椅、車(chē)門(mén)內(nèi)板和頂棚等。儀表板汽車(chē)儀表板在汽車(chē)內(nèi)飾中起著安裝儀表、收錄機(jī)、空調(diào)開(kāi)關(guān)、暖風(fēng)及各種燈PP、PC、ABS和ABS/PC等材料一次性注射成型，并有很多零件拼裝而成。此類(lèi)儀表板外表質(zhì)量要求很高，對(duì)材料要求耐濕、耐熱且剛性好、不易變形，但由于目前多承受多點(diǎn)注射成型，易形成流痕和粘接痕，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生色差，因此外表需經(jīng)涂裝才能使用。高檔儀表板追求質(zhì)感，故在儀表板外表裝飾一局部桃木飾紋也是一種PU)，并與金屬或塑料骨架固定而成，也有外表皮承受搪塑后與半硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、骨架固定的方式。一般檔次的汽車(chē)，如桑塔納、一汽捷達(dá)，其骨架材料用硬紙板、木材；時(shí)代超人和武漢富康用的是PC/ABS合金；奧迪和一汽紅旗則承受鋼板骨架；也有用ABS、改性PP或FRP做骨架等。表皮材質(zhì)可有兩種選擇，一種為軟聚氯乙烯與ABS共混后承受壓延薄片而成；另一種為軟聚氯乙烯與ABS承受復(fù)合薄片的形式，兩種薄片的外表都可以壓延成所需的裝飾性花紋，如桑塔納、捷達(dá)及富康均承受PVC/ABS，并帶有皮紋。半硬質(zhì)緩沖類(lèi)發(fā)泡材料PU的開(kāi)孔性高，耐熱、耐寒、結(jié)實(shí)而耐用，手感好。但是由幾種材料構(gòu)成的軟質(zhì)儀表板的再TPO表皮和改性聚丙烯PP骨架及Civic車(chē)儀表板就已使用TPO材料，并預(yù)備在內(nèi)飾件中逐步取代PVC。歐洲汽車(chē)儀表板以ABS/PC及增加PP為主；美國(guó)汽車(chē)多用苯乙烯/順丁烯二酸酐SMA，這種材料耐熱、耐沖擊，玻璃纖維增加的SAN為主，也有承受耐熱性更好的改性PPE。Visteon公司在用TPO、PU2T或PVC制造儀表板時(shí)，承受層壓注塑技術(shù)，使儀表板外表在一次成型中各部位硬度不同，如馬自達(dá)公司2023年開(kāi)發(fā)的Tribute車(chē)就承受了此種儀表板。方向盤(pán)方向盤(pán)一般承受自結(jié)皮硬質(zhì)PU性PP、PVC、PU和ABS等樹(shù)脂。骨架一般選用鋼骨架與鋁壓鑄而成，從輕量化盤(pán)外表局部增加了桃木飾紋或真皮等。我國(guó)生產(chǎn)的方向盤(pán)根本都是半硬質(zhì)自結(jié)皮聚氨酯泡沫塑料作為外掩蓋件，內(nèi)部由鋼骨架經(jīng)焊接而成，固定在鋁合金模具或低熔點(diǎn)合金模具內(nèi)經(jīng)發(fā)泡機(jī)注壓為成品。安全氣囊2023年北美生產(chǎn)的汽車(chē)約9%在車(chē)門(mén)和座椅部位安裝了側(cè)面安全氣囊，3%安裝了簾式氣囊，而到2023年則可能分別到達(dá)50%和26%。同時(shí)歐洲和亞洲的汽車(chē)廠商也在增加Lupo型車(chē)的安全氣囊外套就承受了杜邦公司的長(zhǎng)玻纖增加尼龍66-ZytelEFE8089來(lái)制造。近來(lái)國(guó)外也有報(bào)導(dǎo)用Akulon(PA6、PA66)以及Amitel(TPE-E)來(lái)制造安全氣囊。汽車(chē)安全氣囊蓋板現(xiàn)已有用聚酯彈性體TPEE來(lái)LG汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，SL-5047D、SM-5047D、SM-5055D三種型號(hào)產(chǎn)品是生產(chǎn)氣囊蓋板的首選原材料，現(xiàn)已被韓國(guó)現(xiàn)代及起亞汽車(chē)所承受。座椅及其配套系統(tǒng)座椅上的高分子材料有表皮、骨架和緩沖墊。表皮材料可選用PVC人造革、各種化纖紡織品、真皮、真絲和毛織品。目前承受較多的是紡織物+PU+針織合PU的軟質(zhì)高彈性PU。軟質(zhì)PU發(fā)泡材料可用熱硫化層和冷硫化法生產(chǎn)，但從設(shè)備投資和材料性能考慮，目前多用冷硫化法生產(chǎn)。DuPont公司和Quantunm集團(tuán)聯(lián)PLPorter公司生產(chǎn)的自動(dòng)座椅靠背調(diào)整尼龍66制作傾斜杠桿，除可削減磨損還可降低1/3的本錢(qián)。車(chē)門(mén)內(nèi)板ABSPU發(fā)泡材料的針織滌綸表皮，以真空成形的方法復(fù)合在骨架上形成一體。最近開(kāi)發(fā)成功的低壓注射-壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)軟泡層的中低檔轎車(chē)的門(mén)內(nèi)板可用木粉填充改性PP板材或廢纖維層壓板外表復(fù)合針織物的簡(jiǎn)潔構(gòu)造，即沒(méi)有發(fā)泡緩沖構(gòu)造，有些貨車(chē)上甚至使用直接貼一層PVC人造革的門(mén)內(nèi)板。在美國(guó)，門(mén)內(nèi)裝飾板用ABS或PP注塑成形的居多，我國(guó)國(guó)產(chǎn)斯太爾王PP板材放填充物再的構(gòu)造，填充材料大多數(shù)承受薄的聚氨酯泡沫塑料片，表皮材料為PVC，也有使用織物的趨向。近年來(lái)，車(chē)門(mén)內(nèi)飾板為滿足耐候性和松軟性，已開(kāi)頭使用熱塑性彈性體與PP泡沫板相疊合的構(gòu)造。日本開(kāi)發(fā)了一種沖壓成型連續(xù)生產(chǎn)全PP車(chē)門(mén)內(nèi)飾板的技術(shù)，門(mén)板包括PP內(nèi)襯板、PP泡沫襯熱層和PP/EPDM皮層構(gòu)造；另外，設(shè)計(jì)者為了有效提高駕駛室的可利用空間，承受車(chē)門(mén)內(nèi)板與車(chē)門(mén)扶手一體化造王子”現(xiàn)已承受了該技術(shù)。頂棚車(chē)內(nèi)頂棚是內(nèi)飾件中材料和品種把戲最多的一種復(fù)合層壓制品。它的作用除裝飾功能外，還起著隔熱、隔音等特別功能。頂棚由基材和表皮構(gòu)成。基材要求輕量、剛性高、尺寸穩(wěn)定和易成型等特點(diǎn)，為此，一般使用熱塑性聚氨酯發(fā)泡內(nèi)紡布、TPO和PVC等。我國(guó)轎車(chē)頂棚一般使用TPU發(fā)泡片材、玻璃纖維及無(wú)紡滌綸布等材料層壓成型。外飾件廠商不僅能夠降低生產(chǎn)本錢(qián)，開(kāi)發(fā)出更時(shí)尚和更符合空氣動(dòng)力學(xué)的外型，而且可翼子板和汽車(chē)照明燈具等。汽車(chē)保險(xiǎn)杠保險(xiǎn)杠是轎車(chē)的主要外飾件之一，也是使用塑料較多的部件，常用材料有SMCGMT(玻纖增加熱塑性塑料)和改性PP2100板多是以改性PP或PC/PBT合金制造，如桑塔納轎車(chē)的面板材料承受共聚丙烯加熱塑性彈性體(PP/EPDM)，再參與助劑，經(jīng)注塑成型。用PP/EPDM制成的汽車(chē)在汽車(chē)高速行駛時(shí)受到?jīng)_撞不易裂開(kāi)，且裝飾美觀。國(guó)外不少中高檔轎車(chē)保險(xiǎn)杠承受的是PC/PBT性能好，而且沖擊強(qiáng)度比PP+彈性體高出很多，并易于焊接和涂裝。如美國(guó)GE公司的PBT/PCXenoy-XT尤適用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠。Daimler-Chrysler公司的TownCountry和Caravan塑料保險(xiǎn)杠目前已占世界汽車(chē)保險(xiǎn)杠用料的90%以上，就目前的進(jìn)展來(lái)看，改性PP或PC/PBT合金不利于回收利用，所以國(guó)外有汽車(chē)公司承受單一的熱塑性彈性體(TPE)來(lái)制造汽車(chē)保險(xiǎn)杠的面板，而用玻纖增加PP來(lái)制造骨架材料，因都是同一族的材料，有利于回收再循環(huán)使用。目前世界保險(xiǎn)杠市場(chǎng)承受TPE已經(jīng)占有了53%的份額。車(chē)身面板耐化學(xué)腐蝕性好、可在線噴涂、成型收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好及低溫沖擊強(qiáng)度高等。塑料車(chē)身面板最常用的塑料有SMC、RIM聚氨酯和其他熱塑性塑料，這3種體系都需用玻璃纖維增加其剛性和功能。塑料首次在面板中應(yīng)用的是雪佛蘭的Corvette(SMC技術(shù))，然后是Pontiac的Fiero(RIM技術(shù))，通用汽車(chē)的Saturn是最早使用熱塑性塑料的。杜邦公司開(kāi)發(fā)的車(chē)身塑料板材以玻纖增加為主，所應(yīng)用的部件包括前后蓋、有些專(zhuān)用材料尚屬于試驗(yàn)階段。如GE塑料公司開(kāi)發(fā)的車(chē)身專(zhuān)用料XENOY是PC/PBT聚酯合金材料，其非結(jié)晶的PC保證了面板的沖擊性和韌性，結(jié)晶的PBTNORYLGTX是PPO/PA代SOLIX彩色熱塑性塑料被用來(lái)制作車(chē)上面板，不僅外表硬度高，光澤度如同金屬面板，且耐腐蝕性也比金屬面板好得多。PET價(jià)格廉價(jià)、簡(jiǎn)潔回收，近幾年在公司的復(fù)合材料概念車(chē)就選擇了PET作為車(chē)身材料，還首先將PET車(chē)身技術(shù)商業(yè)化并應(yīng)用于該公司2023效率提高30%。此外，塑料/金屬?gòu)?fù)合材料也被廣泛用來(lái)制造各種車(chē)身面板件，如Ford公司與Misslbeck2023年的Fucus車(chē)上就承受這種塑料/金屬?gòu)?fù)合材料制成了格柵加強(qiáng)構(gòu)造。國(guó)內(nèi)塑料車(chē)身板件的應(yīng)用主要集中在大客車(chē)頂蓋和后圍板，全塑車(chē)身轎車(chē)尚材料工藝。國(guó)內(nèi)SMC車(chē)身外板件較成熟的工藝為手糊FPR和SMC，RTM工藝應(yīng)用較少，而熱塑性注射成型外板件幾乎為零。汽車(chē)窗車(chē)用玻璃的面積從20世紀(jì)50年月的212m2漸漸增加到20世紀(jì)90年月的要通過(guò)外表處理以提高塑料玻璃窗的耐劃傷性和耐候性，如承受硅系外表涂硬GE塑料公司合資的Exatec公司推出了業(yè)內(nèi)第一個(gè)進(jìn)入市場(chǎng)的聚碳酸酯汽車(chē)窗專(zhuān)用塑料系統(tǒng)Exatec500，該系統(tǒng)具有精彩的耐候性Battenfeld公司與SunnererTechnology公司也已開(kāi)發(fā)出低本錢(qián)，承受PC生產(chǎn)大型塑料車(chē)窗的方法。聚碳酸酯車(chē)用玻璃窗塑料化具有以下特點(diǎn):減小自身質(zhì)量，與一般玻璃相比據(jù)GE公司人士指出，承受PC汽車(chē)窗還可以革窗的設(shè)計(jì)和安裝位置，以及開(kāi)啟窗戶的機(jī)械系統(tǒng)，加上汽車(chē)發(fā)生碰撞事故時(shí)窗戶不會(huì)傷及人員等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用前景看好。翼子板法國(guó)巴黎的標(biāo)致-雪鐵龍汽車(chē)公司承受熱塑性塑料生產(chǎn)的塑制翼子板比鋼制1kgGE公司出品的NorylGTX品級(jí)尼龍改性聚苯基醚(PPE/PA)是用于生產(chǎn)汽車(chē)翼子(Renault)汽車(chē)公司也已宣布將來(lái)其生產(chǎn)的汽如最先在Espace牌客貨兩用車(chē)以及Avantime牌5座雙門(mén)小客車(chē)上使用了塑料翼公司也將實(shí)行同樣的方法；德國(guó)群眾(Volkswagen)汽車(chē)公司于2023年推出的Phaeton牌旗艦豪華轎車(chē)承受了聚氨酯翼子板，并利用原廠生產(chǎn)設(shè)備將這種聚氨酯翼子板安裝在Touareg牌多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)(SUV)上；美國(guó)通用汽車(chē)公司(GeneralMotors)生產(chǎn)的雪佛蘭(Chev-rolet)汽車(chē)也已裝備聚氨酯翼子板。5〕汽車(chē)照明燈具汽車(chē)照明燈具以塑料替代金屬，不僅可減輕質(zhì)量，并使造型更加變化多樣。目前汽車(chē)照明燈具塑料件占整燈的質(zhì)量已由原來(lái)的10%上升到90車(chē)燈具用的塑料要求具有耐熱性、沖擊性能好、耐熱老化、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂和良好的光學(xué)性能等，用于車(chē)燈配光鏡的材料還要求具有優(yōu)良的透亮性。在轎車(chē)前照燈配光鏡PC材料選擇應(yīng)用上，必需選用特地用于車(chē)燈的光學(xué)型透亮PC，其透光PC材料耐磨性差，還必需協(xié)作使用特地用于車(chē)燈PC性。在車(chē)燈信號(hào)燈配光鏡材料的選擇上，材料顏色的耐氣候老化是一個(gè)重要的選PMMAPC注塑成型并加BMC取代原先的鋼板材料。燈具的全塑設(shè)計(jì)使整車(chē)的外觀更加亮麗，并可使前照燈整燈質(zhì)量減輕1/3。除了PC和PMMA材料外，改性PP、ABS、PA和POM等塑料品種依據(jù)各自零件功能的不同在全塑燈具中都有不同程度的應(yīng)用。其它車(chē)用塑料件動(dòng)機(jī)及其周邊零件、燃油系統(tǒng)、汽車(chē)底盤(pán)、汽車(chē)門(mén)鎖和汽車(chē)輪胎等。發(fā)動(dòng)機(jī)周邊用塑料制品塑料在制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上起著重要的作用，從空氣吸入系統(tǒng)到冷卻系統(tǒng)，再件塑料化比內(nèi)外飾件晚20-40～140材料是玻纖增加PA。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)與燃料混合的空氣質(zhì)量至關(guān)重要，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命及發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)機(jī)性能和提高燃燒效率。進(jìn)氣歧管材料一般承受PA+GF。羅孚公司與寶馬、BASF等公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的2L-4缸渦輪柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管就是承受BASF公司的35或柴油的侵蝕并保證強(qiáng)度和剛性高。寶馬集團(tuán)的RoverV6車(chē)進(jìn)氣歧管承受DuPont公司的Zytel(33%玻纖增加尼龍66)制成，這是該車(chē)首次使用塑料進(jìn)氣歧使用尼龍進(jìn)氣歧管，材料為BASFPlastics公司的Ultramid(35%玻纖增加尼龍66DSM工程塑料公司又研發(fā)出了一種熱塑性彈性體醚-酯嵌段共聚物材料Arnitel，特地用于成型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管和其它車(chē)用真空導(dǎo)管。通常發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的零件在工作時(shí)要求在承受高溫下仍有高模量、高強(qiáng)度，在于玻纖增加的PA66來(lái)說(shuō)已不是最優(yōu)秀的材料，近年荷蘭的DSM公司又推出了的尼龍品牌Stanyl和Akulon來(lái)制造歧管，其各項(xiàng)性能優(yōu)于以往的PA+30%GF。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱器過(guò)去是汽車(chē)中最重的部件，現(xiàn)在由于冷卻技術(shù)的創(chuàng)和塑料在散熱器目前國(guó)內(nèi)的捷達(dá)、桑塔納和小紅旗等轎車(chē)的散熱器水室大局部承受進(jìn)口PA66+30%GF來(lái)制造。冷卻系統(tǒng)中的散熱器扇是汽車(chē)不行或缺的組件，它必需能夠耐發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的高溫，同時(shí)需要能夠耐受散熱器中冷卻劑帶來(lái)的化學(xué)腐蝕。尼龍族塑料耐高溫的性質(zhì)讓散熱器扇沒(méi)有任何變形，且不削減散熱器的空氣流，尼龍質(zhì)量輕、高彈性設(shè)計(jì)使散熱器扇占用最小的空間。聚丙烯族散熱器扇具有和尼龍同樣的性質(zhì)，也很受廠商歡送。這兩種塑料同時(shí)具有可回收和注塑時(shí)間短的特點(diǎn)。散熱器格柵是為了冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)置的開(kāi)口部件，位于車(chē)體最前面，往往把汽車(chē)的銘牌鑲嵌其間，是表現(xiàn)一輛轎車(chē)風(fēng)格的重要零件。目前轎車(chē)上一般用ABS或PC/ABS合金，經(jīng)注塑成型制成。桑塔納轎車(chē)的格柵用ABS制成，由于ABS耐候性差，使用時(shí)需參與耐候性助劑，色澤為黑色。小紅旗轎車(chē)的格柵用ABS/PCASA材料，注塑成型做格柵，經(jīng)外表濺射金屬鉻后使用，此種格柵備受用戶的青睞。傳動(dòng)系統(tǒng)汽車(chē)最簡(jiǎn)潔的局部之一就是傳動(dòng)系統(tǒng)，它由軸承、軸和齒輪組成，齒輪包括NVH等材料的性質(zhì)使調(diào)速輪即使在碰撞狀況下也不會(huì)裂開(kāi)成銳利的碎片。燃油系統(tǒng)燃油箱的外形由于空間的限制一般變得很簡(jiǎn)潔，傳統(tǒng)的鋼制油箱難以制造出外形簡(jiǎn)潔的制品，且制造工序多，本錢(qián)高。塑料油箱成型加工性好、設(shè)計(jì)自由度大、可充分優(yōu)化車(chē)廂底盤(pán)空間、減輕車(chē)輛質(zhì)量、耐腐蝕性好、熱絕緣性好、耐久性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高和制造本錢(qián)低。一般材料為強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的高密度聚乙烯(HDPEHDPE燃油箱，利用率達(dá)50%。但是PE對(duì)油的阻隔性差，為了降低塑料油箱的漏吹塑(HDPE層/粘結(jié)層/阻隔層/粘結(jié)層/HDPE層)成型油箱。目前用在油路上的塑料主要仍是尼龍。尼龍的彈性、輕質(zhì)和價(jià)格都是吸引制路的安全性、抗腐蝕和耐磨損性好，而且能削減震驚。汽車(chē)底盤(pán)底盤(pán)是一部汽車(chē)的支撐部件，它保證了汽車(chē)的結(jié)實(shí)性，通過(guò)減震來(lái)提高汽車(chē)的撞擊阻力。實(shí)行措施使汽車(chē)內(nèi)噪音、振動(dòng)水平(NVH)降低，不僅可供給舒適的NVH的打算性因素是能量的吸取，底盤(pán)塑料化是有效措施之一。底盤(pán)上的塑料件，雖然零件不大，但要求材料強(qiáng)度高、摩擦磨損性能好，因此改性POM和PBT用得較多。全世界其次輛全塑汽車(chē)Baja就擁有了一個(gè)全塑料底盤(pán)。傳動(dòng)軸將力從車(chē)的引擎?zhèn)鬟f到主軸，憑借塑料精彩的能量傳遞特性，一根單獨(dú)的塑料傳動(dòng)軸可以大大降低NVH的水平。通用汽車(chē)公司在2023年秋生產(chǎn)了一種裝備塑料復(fù)合材料底盤(pán)的雪佛蘭皮卡；福特汽車(chē)公司也在2023年下半年推出了自己的塑料復(fù)合材料皮卡底盤(pán)。汽車(chē)門(mén)鎖在汽車(chē)門(mén)鎖中，塑料件已成為汽車(chē)門(mén)鎖的重要構(gòu)成局部，承受的塑料主要有量在逐年增加。汽車(chē)門(mén)鎖主要包括內(nèi)、外手柄局部，連接局部和鎖體局部。外手柄要求有較好的耐候性，最初承受的是鋁合金，國(guó)外20世紀(jì)70年月承受PC，其中ABS改性PC較多；20世紀(jì)80年月，為降低本錢(qián)，日本汽車(chē)商開(kāi)頭承受POM及其改性塑料。內(nèi)手柄在車(chē)內(nèi)，要求條件相對(duì)寬松，一般承受PA、POM、ABS和于POM和PA相比具有加工性能好和本錢(qián)低等優(yōu)點(diǎn)，估量將會(huì)有越來(lái)越多的汽車(chē)生產(chǎn)廠家在門(mén)鎖連接局部承受POMPOMPOM的潤(rùn)滑性來(lái)消音、減震等。汽車(chē)輪胎汽車(chē)輪胎現(xiàn)仍主要用橡膠制作，但最近美國(guó)固特異輪胎橡膠公司和艾美萊輪為這種材料申請(qǐng)了專(zhuān)利。汽車(chē)制造中塑料的應(yīng)用前景隨著汽車(chē)工業(yè)的快速進(jìn)展，塑料在汽車(chē)中的用量快速上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界汽車(chē)平均每輛塑料用量在2023年就已達(dá)105kg，約占汽車(chē)總質(zhì)量的8%～12%，到2023年增加到20車(chē)用塑料用量?jī)H為塑料總用量的014%，每輛汽車(chē)塑料用量平均只有14kg～28kg，僅占整車(chē)自重的0.35%～0.7%。與興盛國(guó)家的差距說(shuō)明，我國(guó)汽車(chē)專(zhuān)用料的進(jìn)展空間還格外寬闊。材料加工技術(shù)在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用鍛造、鑄造、沖壓、焊接、熱處理等成形加工工藝是汽車(chē)制造的根底和核心輕量化做出了重要奉獻(xiàn)。表4CDRP在汽車(chē)零件輕量化中的效果(kg)零件名稱(chēng)鋼CFRP質(zhì)量減輕車(chē)身20994115車(chē)架1289434前端441331發(fā)動(dòng)機(jī)罩