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摘 要:现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外,还应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代,轿车的整车质量中,钢铁占80%,铝占3%,树脂为4%。自1978年世界爆发石油危机以来,作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升,有色金属材料总体有所增加,其中,铝的增加明显;非金属材料也逐步增长,近年来开发的高性能工程塑料、复合材料。
关鍵词:汽车材料;发展;性能
一、汽车材料向多样化方向发展
汽车工业是综合性工业,也是技术密集和原材料消耗大的工业,它的发展与材料工业密切相关,就全世界而言,汽车工业消耗其钢铁产量的(25~28)%,橡胶产量的58%。预计到2000年,我国汽车工业用钢材达886万吨,铸钢、铸铁201万吨,有色金属47.9万吨,各类非金属材料39.5万吨,金属材料消耗占(82~92)%,非金属材料占(8~18)%。对现代汽车而言,其重量主要源自钢铁材质。钢铁常用于制造汽车的底盘和笼架,一旦发生撞车,它们有重要的防护作用。如今很多汽车的门梁、车顶甚至车体外版也由钢铁制成。钢铁还用于汽车车身的各种部位,用来容纳引擎或者其他重要部件。
汽车材料具有一下特点:
1、 数量大:目前,全世界拥有汽车6亿多量,年产汽车5千多万辆。因此,汽车每年要消耗约占世界总产量1/4的钢铁、60%的橡胶、近一半的石油,30%的铜和铝,10%的塑料。
2、 品种规格多:一辆汽车多达上万各零件,用于汽车的材料品种和规格多达4千多种。除钢铁、橡胶、燃油外,汽车还大量使用有色金属、塑料、涂料、玻璃、纤维制品、电线、润滑油脂、化学制剂、摩擦材料、纸、以及各种电气材料和电子元件等等。
3、 要求高:用于汽车的材料,要求质量轻、强度高、刚度好、易加工、寿命常、耐腐蚀、耐震动、无污染、可回收。因此,对其要求一般高于用于普通名用产品的材料。
二、传统材料仍占主导地位
人们习惯于将历代使用的占主导地位的金属材料称作传统材料,它们是现代机器制造的基本材料,汽车工业的基本材料。在金属材料中,钢铁用量最大,目前全球消耗已达8亿多吨。由于科技的发展,金属材料的许多新品种不断出现,它的主导地位在本世纪还将延续下去。
三、塑料、铝合金等对改善汽车性能仍是必要的补充
塑料及其复合材料、铝合金是在70年代出现的汽车轻量化过程中开发出来的,由于后来人们认识到汽车轻量化并非改善燃油经济性的唯一措施且效果并不理想,因而延缓了它们在汽车上的使用。但是实践证明,应用塑料、铝等轻质材料制造某些汽车零件,其作用已不仅只是减轻重量,而且还可改善汽车的性能。
四、汽车复合材料期待好前景
随着油价的不断攀升,汽车的节油问题成为消费者和汽车厂家越来越关注的问题。国内汽车界、材料界专家认为,实现汽车轻量化,是节省能源的最有效途径之一,也是国际先进汽车制造商所追求的重要目标。
汽车复合材料应用越来越广泛,例如:国际知名发动机制造商进入中国进行合资建厂或技术合作,复合材料在汽车发动机部件如气门罩盖、油底壳、噪音隔离罩、输入管、进气歧管等功能性部件开发应用需求大,大部分采用了片状模塑料或玻纤增强材料。而引进轿车车型的保险杠、天窗、后背厢盖、后举升门、备胎厢等复合材料部件,将越来越多地实现本地化生产,并将在国内自主开发车型中推广应用。
五、陶瓷在汽车上将广泛应用
陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物质经过粉碎混炼、成型和煅烧制的。汽车上使用智能陶瓷产品,包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合的智能材料系统或结构。有汽车减震装置、汽车智能雨刷、汽车有源消声陶瓷材料。汽车发动机,过去都用合金钢制造,汽缸工作温度只有1000℃左右,而且还要用水冷却。
汽缸的活塞销,由于耐高温摩擦性能较差,压缩效率下降较快,因而成了新型汽车工业的拦路虎。
在燃气涡轮发动机方面,家用轿车为实现与柴油机同量的燃烧费用,涡轮进口温度要高达1350℃,而可以忍耐这一高温的只有碳化硅及氮化硅陶瓷材料。目前,汽车与材料专家们都对碳化硅与氮化硅材料寄予厚望,并确认将来汽车涡轮的转子、定子使用上述特种陶瓷材料最为理想。用陶瓷材料作结构主体的陶瓷发动机的实用化,促进汽车的轻量化和小型化。预计2014年,陶瓷汽车发动机投入批量生产。陶瓷制动器,陶瓷制动器在碳纤维制动器的基础上制造而成。
在2001年奔驰SLR概念车就采用了一项当时最新的主动安全系统——陶瓷刹车盘。这种刹车盘不会因水浸而降低性能,而且减速非常快,即使是像SLR这样动力巨大的车,都被它管束得服服帖帖,而且刹车过程还很均匀,绝不突然,让人有理由相信这种新技术前景广阔。
综上所述,未来汽车是各种新材料、新技术汇集一身高科技产物。汽车工业是新材料应用的重要市场,随着科学技术的不断进步,一定会有许多性能更好、更经济、更耐用的新材料不断出现。因此,中国汽车材料之发展必将带动一个产业链的起步,一个民族工业兴起,一个汽车工业强国的腾飞!
作者简介:杨航(1995-),男,黑龙江讷河市人,齐齐哈尔工程学院汽车服务工程专业;吴斌(1993-),男,黑龙江省鸡西人,齐齐哈尔工程学院汽车服务工程专业。
关鍵词:汽车材料;发展;性能
一、汽车材料向多样化方向发展
汽车工业是综合性工业,也是技术密集和原材料消耗大的工业,它的发展与材料工业密切相关,就全世界而言,汽车工业消耗其钢铁产量的(25~28)%,橡胶产量的58%。预计到2000年,我国汽车工业用钢材达886万吨,铸钢、铸铁201万吨,有色金属47.9万吨,各类非金属材料39.5万吨,金属材料消耗占(82~92)%,非金属材料占(8~18)%。对现代汽车而言,其重量主要源自钢铁材质。钢铁常用于制造汽车的底盘和笼架,一旦发生撞车,它们有重要的防护作用。如今很多汽车的门梁、车顶甚至车体外版也由钢铁制成。钢铁还用于汽车车身的各种部位,用来容纳引擎或者其他重要部件。
汽车材料具有一下特点:
1、 数量大:目前,全世界拥有汽车6亿多量,年产汽车5千多万辆。因此,汽车每年要消耗约占世界总产量1/4的钢铁、60%的橡胶、近一半的石油,30%的铜和铝,10%的塑料。
2、 品种规格多:一辆汽车多达上万各零件,用于汽车的材料品种和规格多达4千多种。除钢铁、橡胶、燃油外,汽车还大量使用有色金属、塑料、涂料、玻璃、纤维制品、电线、润滑油脂、化学制剂、摩擦材料、纸、以及各种电气材料和电子元件等等。
3、 要求高:用于汽车的材料,要求质量轻、强度高、刚度好、易加工、寿命常、耐腐蚀、耐震动、无污染、可回收。因此,对其要求一般高于用于普通名用产品的材料。
二、传统材料仍占主导地位
人们习惯于将历代使用的占主导地位的金属材料称作传统材料,它们是现代机器制造的基本材料,汽车工业的基本材料。在金属材料中,钢铁用量最大,目前全球消耗已达8亿多吨。由于科技的发展,金属材料的许多新品种不断出现,它的主导地位在本世纪还将延续下去。
三、塑料、铝合金等对改善汽车性能仍是必要的补充
塑料及其复合材料、铝合金是在70年代出现的汽车轻量化过程中开发出来的,由于后来人们认识到汽车轻量化并非改善燃油经济性的唯一措施且效果并不理想,因而延缓了它们在汽车上的使用。但是实践证明,应用塑料、铝等轻质材料制造某些汽车零件,其作用已不仅只是减轻重量,而且还可改善汽车的性能。
四、汽车复合材料期待好前景
随着油价的不断攀升,汽车的节油问题成为消费者和汽车厂家越来越关注的问题。国内汽车界、材料界专家认为,实现汽车轻量化,是节省能源的最有效途径之一,也是国际先进汽车制造商所追求的重要目标。
汽车复合材料应用越来越广泛,例如:国际知名发动机制造商进入中国进行合资建厂或技术合作,复合材料在汽车发动机部件如气门罩盖、油底壳、噪音隔离罩、输入管、进气歧管等功能性部件开发应用需求大,大部分采用了片状模塑料或玻纤增强材料。而引进轿车车型的保险杠、天窗、后背厢盖、后举升门、备胎厢等复合材料部件,将越来越多地实现本地化生产,并将在国内自主开发车型中推广应用。
五、陶瓷在汽车上将广泛应用
陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物质经过粉碎混炼、成型和煅烧制的。汽车上使用智能陶瓷产品,包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合的智能材料系统或结构。有汽车减震装置、汽车智能雨刷、汽车有源消声陶瓷材料。汽车发动机,过去都用合金钢制造,汽缸工作温度只有1000℃左右,而且还要用水冷却。
汽缸的活塞销,由于耐高温摩擦性能较差,压缩效率下降较快,因而成了新型汽车工业的拦路虎。
在燃气涡轮发动机方面,家用轿车为实现与柴油机同量的燃烧费用,涡轮进口温度要高达1350℃,而可以忍耐这一高温的只有碳化硅及氮化硅陶瓷材料。目前,汽车与材料专家们都对碳化硅与氮化硅材料寄予厚望,并确认将来汽车涡轮的转子、定子使用上述特种陶瓷材料最为理想。用陶瓷材料作结构主体的陶瓷发动机的实用化,促进汽车的轻量化和小型化。预计2014年,陶瓷汽车发动机投入批量生产。陶瓷制动器,陶瓷制动器在碳纤维制动器的基础上制造而成。
在2001年奔驰SLR概念车就采用了一项当时最新的主动安全系统——陶瓷刹车盘。这种刹车盘不会因水浸而降低性能,而且减速非常快,即使是像SLR这样动力巨大的车,都被它管束得服服帖帖,而且刹车过程还很均匀,绝不突然,让人有理由相信这种新技术前景广阔。
综上所述,未来汽车是各种新材料、新技术汇集一身高科技产物。汽车工业是新材料应用的重要市场,随着科学技术的不断进步,一定会有许多性能更好、更经济、更耐用的新材料不断出现。因此,中国汽车材料之发展必将带动一个产业链的起步,一个民族工业兴起,一个汽车工业强国的腾飞!
作者简介:杨航(1995-),男,黑龙江讷河市人,齐齐哈尔工程学院汽车服务工程专业;吴斌(1993-),男,黑龙江省鸡西人,齐齐哈尔工程学院汽车服务工程专业。