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1、会计学1汽车轻量化技术汽车轻量化技术(jsh)学员二学员二第一页，共80页。2-294高强度高强度高强度高强度IFIF钢钢钢钢 应应用用：目目前前，IFIF钢钢主主要要用用于于汽汽车车板板深深冲冲级级和和超超深深冲冲级级冲冲压压件件如如车车身身(ch(ch shn)shn)侧侧框框架架、车车身身(ch(ch shn)shn)后后部部底底板板、变变速速器器传传动动轴轴盖盖板板、后后部部纵纵梁梁等的生产。等的生产。BMWE60侧框架(kunji)性性能能：IFIF钢钢的的屈屈服服点点范范围围为为180-260MPa,180-260MPa,最最大大抗抗拉拉强强度度为为440 440 MPaMPa，断
2、断裂裂(dun(dun li)li)延延伸伸率率A80A80为为32%32%。这这种种钢钢板板性性能能高高度度稳稳定定、性性能能参参数数分分散散度度小小、屈屈强强比比低低、塑塑性性应应变变比比r r值和应变硬化指数值和应变硬化指数n n值高。值高。第1页/共80页第二页，共80页。3-294冷轧各向同性冷轧各向同性冷轧各向同性冷轧各向同性(xin tn xn)(xin tn xn)(xin tn xn)(xin tn xn)钢（钢（钢（钢（ISISISIS钢钢钢钢 ）n n 冷轧各向同性钢屈服点范围为冷轧各向同性钢屈服点范围为210-300MPa,210-300MPa,最大抗拉强度为最大抗拉强
3、度为440 MPa440 MPa，断裂延，断裂延伸率伸率A80A80为为36%36%。一般为低碳钢，主要通过。一般为低碳钢，主要通过MnMn和和P P固溶强化。有好的成形固溶强化。有好的成形(chn(chn xnxn)性和抗时效性，适于制造汽车外板。性和抗时效性，适于制造汽车外板。车门外板车门外板第2页/共80页第三页，共80页。4-294烘烤烘烤烘烤烘烤(hn ko)(hn ko)(hn ko)(hn ko)硬化钢硬化钢硬化钢硬化钢(BH(BH(BH(BH钢钢钢钢)BH BH钢的屈服强度一般在钢的屈服强度一般在140-220MPa,140-220MPa,最大抗拉强度为最大抗拉强度为500 M
4、Pa500 MPa，断裂，断裂延伸率延伸率A80A80为为30%.30%.可为低碳或超低碳，主要通过可为低碳或超低碳，主要通过MnMn和和P P固溶强化。烘烤固溶强化。烘烤后易发生时效，屈服强度上升，有利于抗凹陷性。缺点是易时效，保质后易发生时效，屈服强度上升，有利于抗凹陷性。缺点是易时效，保质期短。其机理是高温期短。其机理是高温(gown)C(gown)C、NN原子扩散速度加快，位错聚集而强化材料。原子扩散速度加快，位错聚集而强化材料。应用：主要用于制造发动机罩外板、行李箱外板、侧围外板、应用：主要用于制造发动机罩外板、行李箱外板、侧围外板、A A柱下部加强柱下部加强件、行李箱上部隔板、变速
5、箱传动轴盖板件、行李箱上部隔板、变速箱传动轴盖板(i bn)(i bn)的连接板等。的连接板等。第3页/共80页第四页，共80页。5-294高强度低合金钢高强度低合金钢高强度低合金钢高强度低合金钢 （HSLAHSLA钢）钢）钢）钢）性能：高强度低合金钢屈服点范围为340-420N/mm2,最大抗拉强度(kn l qin d)为620 N/mm2断裂延伸率A80为20%.高强度低合金钢用于对强度和防撞要求较高的部件，但其成形度不高。后部后部(hu b)发动机支架发动机支架应应用用(yngyng)：可可用用于于A柱柱上上部部加加强强件件、车车门门槛槛加加长长件件、前前部部内内侧侧侧侧框框架架、内内
6、侧侧B柱柱、后后部部发发动动机机支支架架和内部侧框架等。和内部侧框架等。第4页/共80页第五页，共80页。6-294具具具具有有有有更更更更加加加加优优优优越越越越的的的的性性性性能能能能：屈屈屈屈强强强强比比比比低低低低；力力力力学学学学性性性性能能能能均均均均匀匀匀匀(jnyn);(jnyn);碰碰碰碰撞撞撞撞吸吸吸吸能能能能疲疲疲疲劳劳劳劳寿寿寿寿命命命命高高高高；合适的应变速率敏感性（提高了撞击抗力和安全性）；良好的烘烤硬化性合适的应变速率敏感性（提高了撞击抗力和安全性）；良好的烘烤硬化性合适的应变速率敏感性（提高了撞击抗力和安全性）；良好的烘烤硬化性合适的应变速率敏感性（提高了撞击抗
7、力和安全性）；良好的烘烤硬化性2 先进先进(xinjn)高强钢高强钢AHSS其强度在500MPa到1500MPa之间，指需要采用先进设备及工艺方法才能(cinng)生产出来的钢板，包括双相钢板（DP钢板）、相变诱发塑性钢板（TRIP钢板）和马氏体钢板（M钢板或Mart钢板）、热成形钢等。第5页/共80页第六页，共80页。7-294双相钢双相钢双相钢双相钢 （DPDPDPDP钢）钢）钢）钢）n n性能：这种钢材的屈服点范围是性能：这种钢材的屈服点范围是性能：这种钢材的屈服点范围是性能：这种钢材的屈服点范围是300300300300340 MPa340 MPa340 MPa340 MPa，最大抗拉
8、强度，最大抗拉强度，最大抗拉强度，最大抗拉强度(qingd)(qingd)(qingd)(qingd)是是是是600 MPa 600 MPa 600 MPa 600 MPa，断裂延伸率，断裂延伸率，断裂延伸率，断裂延伸率A80A80A80A80是是是是20202020。组织由马氏体。组织由马氏体。组织由马氏体。组织由马氏体硬度和马氏体的量决定。硬度和马氏体的量决定。硬度和马氏体的量决定。硬度和马氏体的量决定。n n这种钢具有良好的强度这种钢具有良好的强度这种钢具有良好的强度这种钢具有良好的强度(qingd)(qingd)(qingd)(qingd)和和和和n n延性匹配，制造方法较为延性匹配，
9、制造方法较为延性匹配，制造方法较为延性匹配，制造方法较为n n容易和方便容易和方便容易和方便容易和方便n n应用：在碰撞时要承受应用：在碰撞时要承受应用：在碰撞时要承受应用：在碰撞时要承受n n巨大能量的具有高强度巨大能量的具有高强度巨大能量的具有高强度巨大能量的具有高强度(qingd)(qingd)(qingd)(qingd)的的的的n n结构件，或者具有高抗压结构件，或者具有高抗压结构件，或者具有高抗压结构件，或者具有高抗压n n强度强度强度强度(qingd)(qingd)(qingd)(qingd)的车身覆盖件的车身覆盖件的车身覆盖件的车身覆盖件第6页/共80页第七页，共80页。8-29
10、4TRIPTRIP钢（相变诱发钢（相变诱发钢（相变诱发钢（相变诱发(yuf)(yuf)塑性钢）塑性钢）塑性钢）塑性钢）n n性能：这种钢屈服点范围为性能：这种钢屈服点范围为性能：这种钢屈服点范围为性能：这种钢屈服点范围为380-450MPa,380-450MPa,380-450MPa,380-450MPa,最大抗拉强度为最大抗拉强度为最大抗拉强度为最大抗拉强度为800 MPa800 MPa800 MPa800 MPa，断裂，断裂，断裂，断裂延伸率延伸率延伸率延伸率A80A80A80A80为为为为25%.TRIP25%.TRIP25%.TRIP25%.TRIP钢具有高水平的吸能，并且钢具有高水平
11、的吸能，并且钢具有高水平的吸能，并且钢具有高水平的吸能，并且TRIPTRIPTRIPTRIP钢在整个均匀延钢在整个均匀延钢在整个均匀延钢在整个均匀延伸阶段都具有高水平的伸阶段都具有高水平的伸阶段都具有高水平的伸阶段都具有高水平的n n n n值和高的烘烤硬化性，这些值和高的烘烤硬化性，这些值和高的烘烤硬化性，这些值和高的烘烤硬化性，这些(zhxi)(zhxi)(zhxi)(zhxi)特征正是汽特征正是汽特征正是汽特征正是汽车用高强度高成形性汽车板所期望的。车用高强度高成形性汽车板所期望的。车用高强度高成形性汽车板所期望的。车用高强度高成形性汽车板所期望的。BMW E60A柱内部柱内部(nib)
12、应应用用：TRIP主要用于碰撞时必须吸收较多能量的高强度结构件和安全件。组织：铁素体贝氏体残余奥氏体组织：铁素体贝氏体残余奥氏体第7页/共80页第八页，共80页。9-294马氏体钢（马氏体钢（马氏体钢（马氏体钢（MM钢）钢）钢）钢）n n性能性能性能性能(xngnng)(xngnng)(xngnng)(xngnng)：马氏体钢的屈服点范围为：马氏体钢的屈服点范围为：马氏体钢的屈服点范围为：马氏体钢的屈服点范围为750-1100MPa,750-1100MPa,750-1100MPa,750-1100MPa,最大抗拉最大抗拉最大抗拉最大抗拉强度为强度为强度为强度为1400 MPa1400 MPa1
13、400 MPa1400 MPa，断裂延伸率，断裂延伸率，断裂延伸率，断裂延伸率A80A80A80A80为为为为5%.5%.5%.5%.BMW E60车门车门(chmn)防撞杆防撞杆应应用用：对对防防撞撞要要求求很很高高的的部部件件（即即在在很很短短的的变变形形行行程程内内要要吸吸收收大大量量(dling)(dling)的的能能量量）一一般般由由M M钢钢制制成成。如如门门B B柱柱，汽汽车车侧侧门门的内防撞杆等。的内防撞杆等。组织几乎全部由低碳马氏体组成组织几乎全部由低碳马氏体组成第8页/共80页第九页，共80页。10-294热成形钢（含微量硼合金热成形钢（含微量硼合金热成形钢（含微量硼合金热
14、成形钢（含微量硼合金(hjn)(hjn)(hjn)(hjn)元素元素元素元素的合金的合金的合金的合金(hjn)(hjn)(hjn)(hjn)钢）钢）钢）钢）n n性性性性能能能能：供供供供货货货货态态态态强强强强度度度度仅仅仅仅500-600MPa,500-600MPa,500-600MPa,500-600MPa,经经经经加加加加热热热热、成成成成形形形形和和和和模模模模冷冷冷冷后后后后，强强强强度度度度可可可可达达达达1500MPa1500MPa1500MPa1500MPa。最最最最终终终终组组组组织织织织由由由由低低低低碳碳碳碳马马马马氏氏氏氏体体体体组组组组成成成成。可可可可硬硬硬硬化化
15、化化性性性性明明明明显显显显改改改改善善善善，加加加加工工工工后后后后的的的的部部部部件件件件最最最最小小小小屈屈屈屈服服服服点点点点达达达达到到到到1300 1300 1300 1300 N/mm2.N/mm2.N/mm2.N/mm2.使使使使用用用用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)硼钢可以最大限度的减轻重量。硼钢可以最大限度的减轻重量。硼钢可以最大限度的减轻重量。硼钢可以最大限度的减轻重量。应应用用：主主要要应应用用于于前前、后后保保险险杠杠骨骨架架以以及及A A柱柱、B B柱柱等等重重点点部部位位，在在发发生生撞撞击击时时，尤尤其其在在正正面面和和侧侧面面撞撞击击
16、时时，可可有有效效(yuxio)(yuxio)减减少少驾驾驶驶舱舱变变形形，保保护护驾驾乘乘人人员员的的安全。安全。第9页/共80页第十页，共80页。11-294各种各种各种各种(zhn)(zhn)高强钢在车身上典型应用高强钢在车身上典型应用高强钢在车身上典型应用高强钢在车身上典型应用第10页/共80页第十一页，共80页。12-294 高强钢的力学性能与普通低碳钢有很大差异，由高强钢板替代普通低碳钢，会出现因材料强度增加、力学性能下降而产生(chnshng)的成形方面的问题及不利因素。在高强钢板成形时，比普通钢板更容易产生(chnshng)破裂、回弹、尺寸和形状精度不高的倾向，且成形裕度低。高
17、强钢板成形的关键技术研究及开发高强钢板成形的关键技术研究及开发(kif)是目前提高其成形性能是目前提高其成形性能和扩大其应用的重要瓶颈问题。和扩大其应用的重要瓶颈问题。高强钢成形高强钢成形高强钢成形高强钢成形(chn xn)(chn xn)难点难点难点难点第11页/共80页第十二页，共80页。13-2943.1 3.1 新材料在汽车上的应用新材料在汽车上的应用新材料在汽车上的应用新材料在汽车上的应用 轻金属在汽车上的应用轻金属在汽车上的应用轻金属在汽车上的应用轻金属在汽车上的应用 高强度钢在汽车上的应用高强度钢在汽车上的应用高强度钢在汽车上的应用高强度钢在汽车上的应用 其他其他其他其他(qt)
18、(qt)材料的应用材料的应用材料的应用材料的应用3.2 CAD/CAE3.2 CAD/CAE在汽车结构设计上的应用在汽车结构设计上的应用在汽车结构设计上的应用在汽车结构设计上的应用3.3 3.3 结构小型化结构小型化结构小型化结构小型化3.4 3.4 承载式车身在汽车上的应用承载式车身在汽车上的应用承载式车身在汽车上的应用承载式车身在汽车上的应用3.5 3.5 先进特种成形工艺的应用先进特种成形工艺的应用先进特种成形工艺的应用先进特种成形工艺的应用汽车汽车汽车汽车(qch)(qch)轻量化之轻量化之轻量化之轻量化之第三章第三章第三章第三章 汽车汽车汽车汽车(qch)(qch)轻量化的主要途径轻
19、量化的主要途径轻量化的主要途径轻量化的主要途径第12页/共80页第十三页，共80页。14-294汽车汽车汽车汽车(qch)(qch)中主要的非金属部中主要的非金属部中主要的非金属部中主要的非金属部件件件件美国美国(miu)中型轿车材料比例变化中型轿车材料比例变化(%)钢铁钢铁铝合金铝合金塑料塑料其它其它19806949181990605.512.516200051121819 其他其他其他其他(qt)(qt)(qt)(qt)材料的应用材料的应用材料的应用材料的应用第13页/共80页第十四页，共80页。15-294陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)材料材料材料材料非非非非金属金属金属金属(jn
20、sh)(jnsh)材料材料材料材料橡胶橡胶橡胶橡胶(xingjio)(xingjio)材料材料材料材料工程工程工程工程塑料塑料塑料塑料其它其它其它其它纤维增强纤维增强纤维增强纤维增强材料材料材料材料蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层材料材料材料材料第14页/共80页第十五页，共80页。16-294陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料特种特种(tzhng)陶瓷陶瓷纳米纳米(nm)陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)基基复合材料复合材料碳化硅：碳化硅：碳化硅：碳化硅：轴承、活塞氮化硅：氮化硅：氮化硅：氮化硅：轴承、密封圈氧化铝：氧化铝：氧化铝：氧化铝：发动机火花塞氧化锆：氧化锆：氧化锆：氧化锆：绝热柴油机零件1
21、1 分类分类分类分类陶瓷材料陶瓷材料第15页/共80页第十六页，共80页。17-294特种特种特种特种(tzhng)(tzhng)陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷l l优势优势优势优势(yush)(yush)：高强度和硬度、低密度、高耐蚀，耐磨和耐热性；其抗拉和弯曲强度可与：高强度和硬度、低密度、高耐蚀，耐磨和耐热性；其抗拉和弯曲强度可与：高强度和硬度、低密度、高耐蚀，耐磨和耐热性；其抗拉和弯曲强度可与：高强度和硬度、低密度、高耐蚀，耐磨和耐热性；其抗拉和弯曲强度可与金属相比金属相比金属相比金属相比l l不足：加工困难、质脆、成本高、可靠性差不足：加工困难、质脆、成本高、可靠性差不足：加工困难、质脆、成本高、
22、可靠性差不足：加工困难、质脆、成本高、可靠性差l l应用：应用：应用：应用：主要用于汽车的各种耐磨主要用于汽车的各种耐磨主要用于汽车的各种耐磨主要用于汽车的各种耐磨耐高温零件耐高温零件耐高温零件耐高温零件(ln jin)(ln jin)，如活塞、，如活塞、，如活塞、，如活塞、气缸、发动机、配气机构零件气缸、发动机、配气机构零件气缸、发动机、配气机构零件气缸、发动机、配气机构零件(ln jin)(ln jin)等；其蜂窝多空结构可等；其蜂窝多空结构可等；其蜂窝多空结构可等；其蜂窝多空结构可用于各种传感器、减震器、消声器、用于各种传感器、减震器、消声器、用于各种传感器、减震器、消声器、用于各种传感
23、器、减震器、消声器、催化转化器载体等。催化转化器载体等。催化转化器载体等。催化转化器载体等。陶瓷爆震传感器陶瓷爆震传感器第16页/共80页第十七页，共80页。18-294n n优势：较特种陶瓷，强度优势：较特种陶瓷，强度优势：较特种陶瓷，强度优势：较特种陶瓷，强度(qingd)(qingd)、韧性和超塑性大为提高；、韧性和超塑性大为提高；、韧性和超塑性大为提高；、韧性和超塑性大为提高；n n 烧制温度降低，加工和切削性优良，生产成本下降；烧制温度降低，加工和切削性优良，生产成本下降；烧制温度降低，加工和切削性优良，生产成本下降；烧制温度降低，加工和切削性优良，生产成本下降；n n 耐磨、耐高温
24、高压性、抗腐蚀性、气敏性优良耐磨、耐高温高压性、抗腐蚀性、气敏性优良耐磨、耐高温高压性、抗腐蚀性、气敏性优良耐磨、耐高温高压性、抗腐蚀性、气敏性优良纳米纳米纳米纳米(n m)(n m)陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷l l 应用应用应用应用(yngyng)(yngyng)：l l 可制作连杆、推杆、轴承、可制作连杆、推杆、轴承、可制作连杆、推杆、轴承、可制作连杆、推杆、轴承、气缸内衬、活塞顶、氧传感器材气缸内衬、活塞顶、氧传感器材气缸内衬、活塞顶、氧传感器材气缸内衬、活塞顶、氧传感器材料、高温燃料电池及防震的陶瓷料、高温燃料电池及防震的陶瓷料、高温燃料电池及防震的陶瓷料、高温燃料电池及防震的陶瓷弹簧；弹簧；弹
25、簧；弹簧；l l 可用于纳米陶瓷涂层、纳可用于纳米陶瓷涂层、纳可用于纳米陶瓷涂层、纳可用于纳米陶瓷涂层、纳米汽油、润滑剂等。米汽油、润滑剂等。米汽油、润滑剂等。米汽油、润滑剂等。三菱汽车活塞环三菱汽车活塞环活塞环表面渗纳米陶瓷层，一般寿命均在20万公里以上 第17页/共80页第十八页，共80页。19-294陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)基复合材料基复合材料基复合材料基复合材料陶瓷(toc)基复合材料是在陶瓷(toc)基体中加入强化材料构成的复合材料l l 应用：应用：应用：应用：l l 主要主要主要主要(zhyo)(zhyo)用在耐磨、耐蚀、用在耐磨、耐蚀、用在耐磨、耐蚀、用在耐磨、耐蚀
26、、耐高温以及对强度，比强度有较为特耐高温以及对强度，比强度有较为特耐高温以及对强度，比强度有较为特耐高温以及对强度，比强度有较为特殊要求的部件。殊要求的部件。殊要求的部件。殊要求的部件。航空发动机典型件航空发动机典型件（可工作于1300摄氏度左右）l l 优势：优势：优势：优势：利用应变诱发相变增韧、微裂纹机制和裂纹偏转等韧化机理，在提高强度的同时，达到提高韧性，从而提高陶瓷材料的综合机械性能第18页/共80页第十九页，共80页。20-294n n减轻车辆自重、提高发动机热效率减轻车辆自重、提高发动机热效率n n降低油耗、减少排气污染降低油耗、减少排气污染n n提高易损件寿命提高易损件寿命n
27、n完善完善(wnshn)(wnshn)汽车智能性功能等汽车智能性功能等2 2 陶瓷在汽车陶瓷在汽车陶瓷在汽车陶瓷在汽车(qch)(qch)上的应上的应上的应上的应用用用用 （1 1）应用）应用）应用）应用(yngyng)(yngyng)意义：意义：意义：意义：（2 2）实例：）实例：）实例：）实例：陶瓷催化净化器载体陶瓷催化净化器载体陶瓷催化净化器载体陶瓷催化净化器载体堇青石质蜂窝陶瓷载体堇青石质蜂窝陶瓷载体催化净化器壳体催化净化器壳体 催化净化器内部是蜂窝状陶瓷载体，内置贵金属催化剂，能使有害尾气转化成无害的二氧化碳、氮气和水等。第19页/共80页第二十页，共80页。21-294 陶瓷陶瓷陶
28、瓷陶瓷(toc)(toc)制动器制动器制动器制动器保时捷的陶瓷制动系统（PCCB）：制动碟表面的摩擦系数比铸铁高25%，可提供充足的制动力；在活塞(husi)与制动片之间，装有陶瓷隔热体，可以在800下正常工作；在增强刹车性能的同时，降低车重20kg。保时捷保时捷PCCB复合复合(fh)陶瓷刹车盘陶瓷刹车盘奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘：比铸铁制动盘的质量降低了50%，寿命是钢质刹车盘的4倍。奥迪奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘轿车的陶瓷制动盘第20页/共80页第二十一页，共80页。22-294陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)涂层涂层涂层涂层 该涂层含有锆酸盐瓷，其好处在于：具有非常好的隔热
29、保温效果具有高强度，高耐久性能抵抗震动，机械冲击和热骤变等外部干扰，对部件将有非常好的保护作用能够(nnggu)有效地防止排放系统和排气管因高温受热所导致的变形和老化兰博基尼Reventon车型采用等离子喷涂陶瓷(toc)涂层第21页/共80页第二十二页，共80页。23-2943 3 陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)在汽车制造业的发展前景在汽车制造业的发展前景在汽车制造业的发展前景在汽车制造业的发展前景 目前陶瓷在汽车的应用并不广泛，主要原因是目前陶瓷在汽车的应用并不广泛，主要原因是:特种陶瓷对原材料要求比较严格，制造工艺复杂，成本居特种陶瓷对原材料要求比较严格，制造工艺复杂，成本居高不下
30、，脆性，使用可靠性差。高不下，脆性，使用可靠性差。陶瓷基复合材料零件的价格远比金属零件高，制造时可能陶瓷基复合材料零件的价格远比金属零件高，制造时可能产生内部裂纹。产生内部裂纹。纳米陶瓷的结构理论、物理特性还有待进一步完善。纳米陶瓷的结构理论、物理特性还有待进一步完善。虽然陶瓷在汽车上的应用还存在一些难题虽然陶瓷在汽车上的应用还存在一些难题(nnt)(nnt)，但其，但其优越的特性优越的特性越来越受到人们的关注。各国都投入大量人力、物力和财力越来越受到人们的关注。各国都投入大量人力、物力和财力研究研究开发新型陶瓷材料，研制汽车上的陶瓷零部件。相信不久的开发新型陶瓷材料，研制汽车上的陶瓷零部件。
31、相信不久的将将来，陶瓷材料在汽车制造这一领域会有更大的突破。来，陶瓷材料在汽车制造这一领域会有更大的突破。第22页/共80页第二十三页，共80页。24-294陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)材料材料材料材料非非非非金属金属金属金属(jnsh)(jnsh)材料材料材料材料橡胶橡胶橡胶橡胶(xingjio)(xingjio)材料材料材料材料工程工程工程工程塑料塑料塑料塑料其它其它其它其它纤维增强纤维增强纤维增强纤维增强材料材料材料材料蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层材料材料材料材料 其他材料的应用其他材料的应用其他材料的应用其他材料的应用第23页/共80页第二十四页，共80页。25-294工程
32、塑料工程塑料工程塑料工程塑料(n chn s lio)(n chn s lio)热塑性塑料热塑性塑料热塑性塑料热塑性塑料(slio)(slio)热固性塑料热固性塑料热固性塑料热固性塑料(slio)(slio)橡胶状塑料橡胶状塑料橡胶状塑料橡胶状塑料 酚醛树脂等等等等 聚氨酯乙丙橡胶等等等等不饱和聚酯环氧树脂聚氯乙烯聚丙烯ABS树脂饱和树脂尼龙树脂聚甲醛聚碳酸酯等1 1 分类分类分类分类工程塑料工程塑料工程塑料工程塑料第24页/共80页第二十五页，共80页。26-294n n每每100kg100kg的塑料可替代其它材料的塑料可替代其它材料200200300kg300kg，可减少汽车自重，可减少汽
33、车自重，增加有效载荷；增加有效载荷；n n柔韧性较好，耐磨，避震，单位质量的塑料的抗冲击性不逊于金柔韧性较好，耐磨，避震，单位质量的塑料的抗冲击性不逊于金属；属；n n复杂的制品可一次成型，生产效率高，成本较低，经济效益显著，复杂的制品可一次成型，生产效率高，成本较低，经济效益显著，如果以单位体积计算，生产塑料制件的费用仅为有色金属的如果以单位体积计算，生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10 1/10；n n可回收利用，且每可回收利用，且每100km100km节油在节油在0.5L0.5L以上；以上；n n对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力，硬聚氯乙烯，它对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有
34、抵抗能力，硬聚氯乙烯，它可耐浓度达可耐浓度达90%90%的浓硫酸，各种的浓硫酸，各种(zhn)(zhn)浓度的盐酸和碱液浓度的盐酸和碱液 2 2 工程塑料工程塑料工程塑料工程塑料(n chn s lio)(n chn s lio)轻量化优势轻量化优势轻量化优势轻量化优势第25页/共80页第二十六页，共80页。27-2943 3 工程塑料在汽车工程塑料在汽车工程塑料在汽车工程塑料在汽车(qch)(qch)上的应用上的应用上的应用上的应用 塑料名称塑料名称在汽车上的应用在汽车上的应用聚丙烯（聚丙烯（PP）保险杠、仪表盘、门内饰板、空调零部件、蓄电池外壳、冷却风扇、方向盘ABS树脂树脂收音机壳、仪表
35、壳、制冷与采暖系统、工具箱、扶手、散热格板、变速箱壳、内护板、反射镜壳体聚氯乙烯聚氯乙烯PVC电线电缆包材、外装材料、地板垫、嵌材聚氨酯（聚氨酯（PUR）座椅、仪表板、翼子板、车内地板、遮阳板、减振器、护板、保险杠聚乙烯（聚乙烯（PE）内护板、地板、油箱、行李架、刮水器、扶手骨架聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC）保险杠、前端板、车门把手、挡泥板、前灯聚酰胺（聚酰胺（PA）散热器盖、衬套、齿轮、皮带轮、气缸头盖、水泵叶轮聚甲醛（聚甲醛（POM）加载齿轮、燃油系统、电气设备系统、各种轴承、衬套热塑性聚酯热塑性聚酯（PBT、PET）汽车保险杠、汽车反射镜外壳、车外部把手、安全气囊通电部件、雾灯、音响喇叭、顶
36、棚第26页/共80页第二十七页，共80页。28-294汽车汽车(qch)里程表里程表/门窗门窗摇机工程塑料蜗杆摇机工程塑料蜗杆 尼龙尼龙(nlng)发动机罩盖发动机罩盖尼龙尼龙(nlng)汽车进气歧管汽车进气歧管 第27页/共80页第二十八页，共80页。29-294汽车塑料制品根据汽车塑料制品根据汽车塑料制品根据汽车塑料制品根据(gnj)(gnj)其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件戴姆勒公司的世界戴姆勒公司的世界(shji)首款商业首款商业化塑料油底盒模块化塑料油底盒模
37、块(赢得塑料工程师赢得塑料工程师学会汽车分会颁发的塑料创新使用奖学会汽车分会颁发的塑料创新使用奖)工程塑料在汽车工程塑料在汽车(qch)内装件和外装件上内装件和外装件上的应用的应用由聚丁烯对苯二甲酸酯由聚丁烯对苯二甲酸酯和长纤维增强热塑性塑和长纤维增强热塑性塑料制造的大众汽车的天料制造的大众汽车的天窗框架窗框架第28页/共80页第二十九页，共80页。30-294 4 工程塑料在汽车制工程塑料在汽车制造业的发展造业的发展(fzhn)和前景和前景 l在日本、美国和欧洲(u zhu)等发达国家中，每辆轿车平均使用塑料已超过150Kg，占汽车总重量的10%l我国每辆轿车塑料用量平均为100kg，占总重
38、量的8%左右，达到国外20世纪80年代中期的水平kg/ckg/carar汽车上塑料的使用量每年汽车上塑料的使用量每年(minin)呈递增趋势呈递增趋势第29页/共80页第三十页，共80页。31-294n n我国车用塑料的应用还存在一定问题：我国车用塑料的应用还存在一定问题：我国车用塑料的应用还存在一定问题：我国车用塑料的应用还存在一定问题：n n（1 1）汽车专用塑料牌号少，产品性能不足；）汽车专用塑料牌号少，产品性能不足；）汽车专用塑料牌号少，产品性能不足；）汽车专用塑料牌号少，产品性能不足；n n（2 2）汽车用塑料标准混乱，不利于大批量生产与应用；）汽车用塑料标准混乱，不利于大批量生产与
39、应用；）汽车用塑料标准混乱，不利于大批量生产与应用；）汽车用塑料标准混乱，不利于大批量生产与应用；n n（3 3）缺乏生产汽车专用塑料的领头企业，现有生产企业规模小而分散，）缺乏生产汽车专用塑料的领头企业，现有生产企业规模小而分散，）缺乏生产汽车专用塑料的领头企业，现有生产企业规模小而分散，）缺乏生产汽车专用塑料的领头企业，现有生产企业规模小而分散，技技技技 n n 术水平不一，塑料制品产品质量难以保证术水平不一，塑料制品产品质量难以保证术水平不一，塑料制品产品质量难以保证术水平不一，塑料制品产品质量难以保证n n今后今后今后今后(jnhu)(jnhu)的车用材料，正由金属向塑料方向转化，但塑
40、料比金属材的车用材料，正由金属向塑料方向转化，但塑料比金属材的车用材料，正由金属向塑料方向转化，但塑料比金属材的车用材料，正由金属向塑料方向转化，但塑料比金属材料的强度差，一般情况下，塑料化要随之增加零件壁厚，因此今后料的强度差，一般情况下，塑料化要随之增加零件壁厚，因此今后料的强度差，一般情况下，塑料化要随之增加零件壁厚，因此今后料的强度差，一般情况下，塑料化要随之增加零件壁厚，因此今后(jnhu)(jnhu)有待开发出既便宜又有高强度的塑料。有待开发出既便宜又有高强度的塑料。有待开发出既便宜又有高强度的塑料。有待开发出既便宜又有高强度的塑料。可以预料，塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛，
41、开发并使用全塑汽车已不是可以预料，塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛，开发并使用全塑汽车已不是可以预料，塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛，开发并使用全塑汽车已不是可以预料，塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛，开发并使用全塑汽车已不是(b shi)(b shi)梦想，一个塑化的汽车工业时代即将到来。梦想，一个塑化的汽车工业时代即将到来。梦想，一个塑化的汽车工业时代即将到来。梦想，一个塑化的汽车工业时代即将到来。杰事杰新材料股份有限公司展出的采用特殊塑料杰事杰新材料股份有限公司展出的采用特殊塑料杰事杰新材料股份有限公司展出的采用特殊塑料杰事杰新材料股份有限公司展出的采用特殊塑料(slio)
42、(slio)制成的轿制成的轿制成的轿制成的轿车骨架车骨架车骨架车骨架第30页/共80页第三十一页，共80页。32-294陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷(toc)(toc)材料材料材料材料非非非非金属金属金属金属(jnsh)(jnsh)材料材料材料材料橡胶橡胶橡胶橡胶(xingjio)(xingjio)材料材料材料材料工程工程工程工程塑料塑料塑料塑料其它其它其它其它纤维增强纤维增强纤维增强纤维增强材料材料材料材料蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层蜂窝夹层材料材料材料材料 其他材料的应用其他材料的应用其他材料的应用其他材料的应用第31页/共80页第三十二页，共80页。33-294树脂传递树脂传递树脂传递树脂传递(chun
43、d)(chund)模塑材模塑材模塑材模塑材料料料料 (RTM)(RTM)玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维(b lixinwi)(b lixinwi)增强塑料增强塑料增强塑料增强塑料 （GFRPGFRP）碳纤维增强塑料碳纤维增强塑料碳纤维增强塑料碳纤维增强塑料(zn qin s lio)(zn qin s lio)（CFRPCFRP）纤维增强金属纤维增强金属纤维增强金属纤维增强金属 （FRMFRM）片状片状片状片状/块状模压复合塑料块状模压复合塑料块状模压复合塑料块状模压复合塑料 (SMC/BMC)(SMC/BMC)玻璃纤维毡增强热塑性材料玻璃纤维毡增强热塑性材料玻璃纤维毡增强热塑性材料玻璃纤维
44、毡增强热塑性材料 (GMT)(GMT)分类分类分类分类纤维增强材料纤维增强材料 常用常用常用常用 纤维增强材料纤维增强材料纤维增强材料纤维增强材料第32页/共80页第三十三页，共80页。34-294SMCSMC是用低粘度的树脂复合物浸渍片状玻璃纤维而制成的片状模压塑料复合材料是用低粘度的树脂复合物浸渍片状玻璃纤维而制成的片状模压塑料复合材料优势：与钢质零件相比，优势：与钢质零件相比，SMCSMC生产周期短，便于汽车改型，投资效益好；质量较轻，节约生产周期短，便于汽车改型，投资效益好；质量较轻，节约(jiyu)(jiyu)燃油；设计自由；制件整体性好，零件数量少；耐用性和隔热性好燃油；设计自由；
45、制件整体性好，零件数量少；耐用性和隔热性好不足：不足：SMCSMC不可回收，污染环境；一次性投资往往高于对应的钢质件不可回收，污染环境；一次性投资往往高于对应的钢质件车身常用钢材与SMC材料的性能(xngnng)比较材料材料密度密度/g gcm-3抗拉强度抗拉强度/MPa抗弯强度抗弯强度/MPa弹性模量弹性模量/GPa08#7.55323196205SMC1.82.2245120235SMCSMC材料材料材料材料(cilio)(cilio)第33页/共80页第三十四页，共80页。35-294SMC主要应用在车身及车身部件、内装饰部件、发动机盖下部件、悬架零件等。其中发动机罩、车顶、保险杠是最重
46、要(zhngyo)，产量最大的SMC部件。福特金牛座轿车的前围里的下散热器托架，原钢制品有22个零件，而应用SMG只需2件，质量大减，成本降低14%美国通用汽车公司生产的SMC车门、用含30%的短切纤维模压而成,结构框架采用含30%的连续纤维和20%的短切纤维的SMC模压而成,比钢门减轻了18.1kg第34页/共80页第三十五页，共80页。36-294SMC大型汽车大型汽车(qch)车门车门SMC保险杠保险杠SMC发动机缸盖罩发动机缸盖罩 SMCBMC电机电机(dinj)端盖端盖 第35页/共80页第三十六页，共80页。37-294GMTGMT材料材料材料材料(cilio)(cilio)GMT
47、GMT是一种以热塑性树脂为基体是一种以热塑性树脂为基体,以玻璃纤维毡为增强骨架的复合材料。以玻璃纤维毡为增强骨架的复合材料。主要用于生产电池托盘架、保险杠、座椅骨架、前端组件、仪表板、门模块、主要用于生产电池托盘架、保险杠、座椅骨架、前端组件、仪表板、门模块、后举门、挡泥板、地板、隔声板、发动机罩、备胎箱、气瓶隔板、压缩机支架后举门、挡泥板、地板、隔声板、发动机罩、备胎箱、气瓶隔板、压缩机支架等。等。优势：具有轻质高强，耐腐蚀、易成型的特点；与优势：具有轻质高强，耐腐蚀、易成型的特点；与SMCSMC相比，韧性好、相比，韧性好、成型周期短、生产效率高、加工成本低，可回收利用。成型周期短、生产效率
48、高、加工成本低，可回收利用。被视为被视为2121世纪绿色材料。世纪绿色材料。GMTGMT在国外早已是成熟产品，有在国外早已是成熟产品，有80%80%用于汽车工业。用于汽车工业。江阴双良复合材料公司江阴双良复合材料公司(nn s)s)是国内首家大规模生产是国内首家大规模生产GMTGMT产品的厂家。产品的厂家。宝马公司采用宝马公司采用宝马公司采用宝马公司采用GMTGMTGMTGMT代替原来的金属代替原来的金属代替原来的金属代替原来的金属(jnsh)(jnsh)(jnsh)(jnsh)材料制造材料制造材料制造材料制造M3M3M3M3运动轿车的保险杠将质运动轿车的保险杠将质运动轿车的保险杠将质运动轿车
49、的保险杠将质量至少减少了量至少减少了量至少减少了量至少减少了60%60%60%60%GMT材质汽车保险杠材质汽车保险杠第36页/共80页第三十七页，共80页。38-294RTMRTM材料材料材料材料(cilio)(cilio)是在模具型腔中预先放置玻璃纤维增强材料，闭模锁紧后，注入树脂胶液浸透是在模具型腔中预先放置玻璃纤维增强材料，闭模锁紧后，注入树脂胶液浸透玻纤增强材料，固化得到的复合材料玻纤增强材料，固化得到的复合材料优势：与优势：与SMCSMC相比，模具成本降低，机械性能更好；方向性和局部性增强，污染小相比，模具成本降低，机械性能更好；方向性和局部性增强，污染小不足：生产效率低于不足：生
50、产效率低于SMCSMC，一般，一般(ybn)(ybn)情况下较适合于多品种、小批量的产品情况下较适合于多品种、小批量的产品ASTON MARTIN跑车跑车(po ch)的的RTM车身车身侧围板侧围板 RTM RTM在汽车中应用广泛，如在汽车中应用广泛，如在汽车中应用广泛，如在汽车中应用广泛，如乘用车的车顶、后厢盖、侧门框和乘用车的车顶、后厢盖、侧门框和乘用车的车顶、后厢盖、侧门框和乘用车的车顶、后厢盖、侧门框和备胎仓，以及卡车的整体驾驶室、备胎仓，以及卡车的整体驾驶室、备胎仓，以及卡车的整体驾驶室、备胎仓，以及卡车的整体驾驶室、挡泥板和储物箱门等。挡泥板和储物箱门等。挡泥板和储物箱门等。挡泥板