汽车用非金属材料简
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汽车材料的分类汽车材料是指用于汽车制造的各种材料,通常包括金属材料、非金属材料和复合材料。
汽车制造涉及到多种材料,这些材料可以通过不同的方式进行分类。
一、金属材料金属材料广泛应用于汽车组件和部件的制造中,包括车身、发动机、底盘、悬挂、转向系统等。
金属材料可以分为铝合金、钢铁、镁合金等几个主要类别。
1. 钢铁钢铁是汽车制造中最常用的金属材料。
钢有优异的强度,刚性,耐磨损性和韧性,因此经常用于制造车身、底盘、车轮和其他部件。
钢铁可以根据成分分为低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢等多种类型。
2. 铝合金铝合金是一种轻质材料,其密度比钢轻约1/3。
因此,铝合金的使用可显著减轻汽车重量,在提高燃油效率和安全性的同时,减少对环境的影响。
铝合金的使用范围包括车身板、发动机零件、转向系统和悬挂系统等。
3. 镁合金镁合金是一种更轻的材料,密度大约是铝的2/3。
镁合金优于铝合金在一些方面,如抗冲击性和耐高温性。
但镁合金的成本较高,限制了其在汽车制造中的广泛应用。
镁合金主要用于发动机部件、悬挂和制动系统等。
二、非金属材料汽车制造中还有一些非金属材料,包括橡胶、塑料、玻璃等。
主要应用于内饰、车窗、密封件、悬挂杆等。
1. 橡胶橡胶常用于汽车制造中的密封件、橡胶轮胎和悬挂组件等。
橡胶的耐热性、抗磨损性和弹性使其成为适用于汽车行业的材料。
2. 塑料塑料是轻质的非金属材料,可用于制造汽车车身和内饰件等。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、维护成本低和可塑性强等优点。
同时,塑料具有良好的热稳定性,可以满足汽车制造中的高温和低温要求。
3. 玻璃玻璃是汽车制造中另一个常用的非金属材料。
玻璃广泛用于汽车的前、侧、后窗玻璃和汽车灯具。
不同类型的玻璃(如钢化玻璃、夹层玻璃)可实现不同的功能,如增加耐冲击性和安全性等。
三、复合材料汽车制造中的复合材料通常由两种或更多不同的材料组合而成。
根据成分不同,复合材料可以分为:纤维增强复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料等。
汽车材料报告报告简介:汽车材料是决定汽车质量和性能的重要因素之一,本报告旨在介绍汽车材料的种类、特点和应用,帮助读者更好地了解汽车材料,选择适合自己汽车的材料。
一、汽车材料种类1. 金属材料:包括钢铁、铝合金、镁合金等,其特点是强度高、质量重、不易加工。
2. 非金属材料:包括塑料、橡胶、玻璃等,其特点是质量轻、易加工、韧性差。
3. 复合材料:由不同的材料组合而成,例如碳纤维增强塑料、玻璃钢等,其特点是强度高、质量轻、耐腐蚀。
二、汽车材料特点1. 强度:汽车材料在强度方面的表现直接决定着汽车的安全性。
2. 密度:汽车材料的密度直接决定着汽车质量的轻重,轻量化是现代汽车发展的趋势。
3. 弹性模量:汽车材料的弹性模量直接决定着汽车的舒适性、悬挂以及汽车行驶的平稳性。
4. 耐腐蚀性:汽车材料必须具有良好的耐腐蚀性,以确保汽车在恶劣环境下的使用寿命。
三、汽车材料应用1. 车身材料:由于车身是汽车最具有特色的部分,因此车身材料的应用也是最为丰富的。
从传统的钢铁车身到现代的复合材料车身,一路走来,各种车身材料不仅改善了汽车的性能,还让汽车的造型变的更加丰富和个性化。
2. 引擎材料:汽车引擎是汽车的“心脏”,其材料的性能直接决定了汽车的动力性能和耐久性。
3. 制动材料:汽车刹车在驾驶过程中发挥着至关重要的作用,因此制动材料的性能对汽车的安全性要求非常高。
结论:总的来说,汽车材料的研究和应用对汽车的发展至关重要。
轻量化、高强度、环保等是未来汽车材料发展的主要方向,希望本报告能为广大读者了解汽车材料提供一定的帮助。
汽车常用非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等各种材料,它们在汽车上的应用日趋增长的趋势。
随着人们生活水平的不断提高,对车辆也提出了更高的要求,诸如要求有宽敞的车内空间、舒适的座椅、低的噪音、视觉美观及宽阔的视野等。
而制造商们则用人体工程学设计和实用性来刺激顾客的购买欲,此外高速、安全、低耗、环保,最后归结到低廉的价格,要达到如此高的要求,用塑料来替代一些钢铁制的零部件是最明智的选择。
塑料是以合成树脂(聚合树脂或缩聚树脂)为主要成份,并根据不同需要而添加不同添加剂所组成的混合物,具有独特的性能:●密度小:每100kg的塑料可替代其它材料200~300kg,可减少汽车自重,增加有效载荷。
●物理性能良好:柔韧性较好,耐磨,避震,单位质量的塑料的抗冲击性不亚于金属,有些工程塑料、碳纤维增强的塑料甚至还远远高于金属。
●耐化学腐蚀性:塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有很强的抵抗能力,其中聚四氟乙烯是化学性能最稳定的材料,硬聚氯乙烯是最常用的耐腐蚀材料,它可耐浓度达90%的浓硫酸以及各种浓度的盐酸和碱液。
●设计自由度大:可制成透明、半透明或不透明的制品,外观多种多样,表面可制作具有特色的花纹。
●着色性好:可按需要制成各种各样的颜色。
●加工性能好:复杂的制品可一次成型,且能大批量生产,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1/10。
●环保、节约能源:可回收利用,且大量采用塑料的汽车每100km节油量在0.5L以上。
但相对来说,塑料也存在一些缺点,如收缩率大,吸水性强,尺寸稳定性差,难以制得高精度制品,易燃,燃烧时产生大量黑烟和有毒气体,长期使用易老化、易变形等,但通过改性可减少其缺陷。
塑料制品不仅能够减少零件数量,在降低噪声方面也起到了很好的作用。
生产厂家应利用塑料制品的成型特点,尽量是多个零件一体化,减少数目,设法达到复杂零件一次成型的目的。
非金属材料的分类和应用范围
(一)非金属材料分类
1.树脂类
(1)热塑性树脂:ABS树脂、HIPS树脂、PP树脂、PVC树脂、PE树脂等;(2)热固性树脂:环氧树脂、硅树脂、硬脂酸树脂、氨基树脂、烷基氯丙烷树脂等;
(3)改性树脂:玻璃改性树脂、共聚物改性树脂(合成橡胶)、聚氨酯树脂(PU)、环氧树脂改性树脂等。
2.有机非金属材料:聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚酯纤维、氯丁橡胶、氟橡胶、聚砜、乙烯基乙烯醯乙烯、脂肪醯交联聚乙烯、聚醚醚酮等。
3.替代金属材料:聚酰胺、聚碳酸酯、玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅等。
(二)非金属材料的应用范围
1.树脂类:可用于制造机电、电子、塑料制品等设备件,广泛应用于家电、电子、汽车、通讯等行业。
2.有机非金属材料:常用于电线电缆、纺织品、医药、工业制品及建筑等领域,对其具有一定要求的应用如街路、抗水、防水等。
3.替代金属材料:可应用于盔甲、飞机、船舶、防弹衣、汽车防弹玻璃、仪器仪表等行业。
汽车材料是什么汽车材料是制造汽车所使用的各种材料的总称,其种类繁多,包括金属材料、非金属材料、合成材料等。
金属材料是汽车制造中最常用的材料之一。
其中,钢板是最主要的金属材料,用于制造汽车车身及结构件。
钢材具有高强度、良好的可加工性和成形性,耐腐蚀性良好,且价格相对较低,因此被广泛应用。
除了钢材之外,铝合金也是常用的金属材料。
铝合金相比于钢材更轻,有助于减轻汽车整体重量,提高燃油经济性。
此外,铜、镁、钛等金属材料也被用于制造特定的零部件。
非金属材料是指不含金属元素的材料。
常见的非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃纤维等。
塑料在汽车制造中的应用越来越广泛,既可以用于内饰件制造,如仪表板、门板等,也可以用于外观零部件,如保险杠、车灯框等。
橡胶则主要用于制造轮胎,具有良好的弹性和抗磨损性能。
玻璃纤维则常用于制造车身的增强材料,提高车身的强度和抗冲击性能。
合成材料是一种结合了金属材料和非金属材料优点的新材料。
最常见的合成材料就是复合材料,包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。
碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点,在制造汽车中常用于轻量化设计,提高车辆的性能和燃油经济性。
玻璃纤维复合材料则常用于车身的制造,具有较高的强度和刚度,同时具备良好的抗腐蚀性和吸能性能。
除了上述的主要材料外,还有一些其他的材料也在汽车制造中得到应用,如橡胶密封件、塑料粘合剂、涂料等。
这些材料虽然使用量较小,但对于汽车的性能和质量同样至关重要。
总之,汽车材料的选择能够直接影响汽车的性能、重量、安全性等方面。
随着技术的进步,新型材料的应用也越来越多,将不断推动汽车制造业的发展,实现更高效、更环保、更安全的汽车。
汽车非金属材料及其先进成型加工技术汽车非金属材料及其先进成型加工技术在汽车制造领域,非金属材料的应用日益广泛,成为提高汽车质量、降低汽车重量和节能减排的关键技术之一。
非金属材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、隔音隔热、造型灵活等优势,同时具备一定的可塑性、可成型性和可溶性,赋予汽车设计师更多的自由度。
目前,汽车非金属材料主要包括塑料、复合材料、橡胶和玻璃等。
塑料是汽车制造中最常用的非金属材料,其种类也最为丰富。
例如,聚碳酸酯(PC)塑料具有优良的刚性、韧性和透明度,广泛应用于车灯、玻璃窗和仪表板等部件的制造。
聚丙烯塑料(PP)具有较低的密度、良好的热稳定性和电绝缘性,用于制造汽车座椅、油箱和冷却风扇等组件。
此外,玻璃纤维增强塑料(GFP)和碳纤维增强塑料(CFRP)等复合材料也被广泛应用于汽车车身和底盘的制造,因其优异的强度、刚度和阻尼性能。
为了实现这些非金属材料的先进成型加工,汽车制造商采用了多种先进的成型技术。
其中,注塑成型是最常见的一种技术。
该技术通过加热和压力作用,将熔融的塑料注入模具中,然后冷却固化成型。
注塑成型具有精度高、生产效率高、成本低等优点,适用于大规模生产。
另一种常用的成型技术是挤出成型。
挤出成型通过将熔融的塑料从挤压头中挤出,然后在模具中冷却成型。
这种技术适用于制造管状和复杂截面形状的部件,如排气管和车门密封条等。
另外,还有吹塑成型、压力成型、热压成型等多种成型技术,用于制造不同形状、大小和材质的汽车部件。
除了塑料,复合材料的成型加工也是汽车非金属材料的重要领域。
复合材料由纤维增强材料和基体材料组成,具有轻质、高强度和耐腐蚀等优势。
在复合材料的成型过程中,主要采用了浸润成型和压缩成型两种技术。
浸润成型将纤维增强材料浸渍在粘合剂中,然后放置在模具中进行固化。
压缩成型则是通过将纤维增强材料和基体材料组合在一起,置于高温和高压环境下进行成型。
这些成型技术在汽车制造中广泛应用于制造车身面板、底盘和内饰等部件。
汽车用非金属材料
内容:
1.非金属材料分类及在汽车上的应用概述;
2.塑料、橡胶在汽车上的应用;
3.车用非金属材料分类
4.塑料、橡胶常用性质试验方法。
一、非金属材料分类及在汽车上的应用概述
汽车工程材料包括金属材料和非金属材料。
其中金属材料包括黑色金属和有色金属;非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料、复合材料。
高分子材料又分为工程塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂、涂料。
工程塑料主要指强度、韧性和耐磨性较好的,具有价廉、耐蚀、降噪、美观、质轻等特点,可用于汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表板等零部件。
合成纤维是指单体聚合而成具有很高强度的高分子材料,如尼龙、聚酯等,用于汽车座垫、安全带、内饰件等。
橡胶具有高的弹性和回弹性,一定的强度,优异的抗疲劳,良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等特点,用于制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件。
各种胶粘剂起到粘结、密封等作用。
涂料对车身的防锈、美化及商品价值有不可忽视的作用。
陶瓷材料分为陶瓷、玻璃,陶瓷用于制造火花塞、传感器等;玻璃用于制造汽车前后门窗、侧窗等。
复合材料包括非金属基复合材料、金属基复合材料,用于汽车车顶导流板、风挡窗框等车身外装板件。
二、塑料、橡胶在汽车上的应用
1.一些基本概念
应力和应变:当材料受到外力作用,而所处的条件使它不能产生惯性移动时,它的几何形状和尺寸将发生变化,这种变化就称为应变。
材料发生宏观的变形时,其内部分子间以及分子内各原于间的相对位置和距离就要发生变化,产生了原子间及分子之间的附加的内力,抵抗着外力,并力图恢复到变化前的状态,达到平衡时,附加内力与外力大小相等,方向相反。
定义单位面积上的附加内力为应力,显然,其值与单位面积上所受的外力相等。
弹性模量:对于理想的弹性固体,应力与应变关系服从虎克定律,即应力与应变成正比,比例常熟成为弹性模量。
可见弹性模量是材料发生单位应变时的应力,它表征材料抵抗变形能力的大小,模量愈大,愈不容易变形,表示材料刚度愈大。
拉伸强度:是在规定的试验温度、湿度和试验速度下,在标被试样上沿轴向施加拉伸裁荷,直到试样被拉断为止,断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。
σt=P/(bd)
冲击强度:是衡量材料韧性的一种强度指标,表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。
通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。
σi=W/(bd)
硬度:是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。
硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关,而硬度试验又不破坏材料、方法简便,所以有时可作为估计材料抗张强度的一种替代办法。
硬度试验方法很多,加荷方式有动载法和静载法两类,前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样,后者则以一定形状的硬材料为压头,平稳地逐渐加荷将压头压入试样,通称压入法,因压头的形状不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和邵氏等名称。
布
氏硬度试验是以平稳的裁荷将直径D一定的硬钢球压入试样表面,保持一定时问使材料充分变形,并测量压入深度h,计算试样表面凹痕的表面积,以单位面积上承受的载荷(公斤/毫米2)为材料的布氏硬度。
熔融指数:热塑性树脂和塑料在规定温度、恒定负荷下,熔体在一定时间内流过标淮出料模孔的重量。
熔触指数可作为热塑性树脂质量控制和热塑性塑料成型加工工艺条件的参数。
熔融指数RZ按下式计算:RZ=600W/t(g/10min) 式中W—切取样条重量的算术平均值(g),t—切取样条时间间隔(s)。
2.主要热塑性塑料的性能与应用
常用工程塑料包括热塑性工程塑料(PE、PP、PVC、ABS、PS、PA、POM、PC等)、热固性工程塑料(酚醛树脂PF、氨基树脂UF、环氧树脂EP等)。
3.橡胶应用简介
常用橡胶包括天然橡胶、合成橡胶(SBR、BR、CR、IR、IIR、NBR、ERM、EPRM、ACM、AUEU等)。
轮胎:载重汽车的生胶以天然橡胶为主,轿车轮胎则以合成橡胶为主。
车用胶管包括水、气、燃油、润滑油、液压油等的输送管通常采用丁腈橡胶、氯丁橡胶等材料制造。
车用胶带多用氯丁橡胶制造。
车用橡胶密封件多用丙烯酸酯橡胶、硅橡胶等材料制造。
门窗玻璃密封件多采用乙丙橡胶制造。
三、车用非金属材料分类(主要为塑料类)
车用非金属材料分类(主要为塑料类)
主要非金属件总结
关于前、后保险杠
在轿车上保险杠主要分为前保险杠和后保险杠,属于安全件。
在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量,降低对人体的伤害程度的作用。
在保险杠的性能试验方面,最主要的是耐侯性能试验、缺口冲击强度试验,落球试验,整车以9公里时速撞击时,保险杠能恢复原状,抗碎石冲击性能等。
保险杠材料的选择是实现其功能的首要条件。
一般采用PP+EPDM(PE)的材料,使保险杠具有一定的弹性,可以吸收部分碰撞能量。
前、后保险杠的材料选用PP+ PE,其中PE使保险杠具有一定的弹性,保险杠结构分为内外两层,本体+缓冲器,缓冲器用热板焊接到本体上。
缓冲器采用蜂窝状结构,使保险杠的缓冲性能发挥到极限。
前保险杠总成重量是9056g,后保险杠总成重量是10332g。
前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T15,其中EPDM使保险杠具有一定的弹性,保险杠
结构分为内外两层,本体+缓冲器,考虑到成本,缓冲器结构相当简单,性能上相对于的要差些。
前保险杠总成重量是2976 g,后保险杠总成重量是3239 g。
前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T10,其中EPDM使保险杠具有一定的弹性,保险杠结构分为内外两层,本体+缓冲器,缓冲器用卡扣联接到本体上。
前保险杠缓冲器采用中空状结构,材料为GMT,强度很好,有很好的缓冲性能,但价格昂贵。
后保险杠缓冲器也采用中空状结构,材料为PC+PBT,强度很好,但保险杠的缓冲性能相对来说不如A11。
前保险杠总成重量是3900 g,后保险杠总成重量是5500 g。
前、后保险杠的重量在整车附件中占有很大的比例,它的重量将会影响到整车的油耗等。
因此,在设计时,应根据不同的材料,选用不同的料厚,达到减轻重量的作用。
保险杠的开发周期为6个月,其中2个月用于设计,3个月用于开模,1个月用于匹配。
保险杠的主要失效模式有开裂,装配不良,于大灯干涉、设计工艺性差等。
关于仪表板总成
仪表板简称I/P(Instrument panel),是汽车内饰的重要组成部分。
一、材料及工艺
重点介绍搪塑工艺:
主要优点表皮纹理清晰均匀,产品设计时不用考虑脱模角度,设计自由度大。
1)搪塑模具的制作过程:
根据数模,加上收缩率,减去皮纹层的厚度,数控加工出木模―――在木模上贴上皮纹皮(贴皮引起模具上有拼缝)----翻出软的硅树脂模(有拼缝)―――翻出硬的树脂主模型,并手工修掉拼缝―――翻出硅树脂模―――翻出电极阳模(为了导电,表面喷银粉,并布置电极)―――电镀出搪塑模具外壳―――加上支撑,形成搪塑模
2)搪塑的工艺流程:
1、首先将堂速模具本体加热至230-250℃;
2、然后将模具与粉箱对合并夹紧(以防粉末露出),模具在上,粉箱在下;
3、模具和粉箱一起旋转至粉箱在上,模具在下,粉箱里的粉末这是落在模具里,在高
温的作用下,紧贴在模具的那一层就融化并相互粘在一起,然后继续旋转,使得模
具的每个角落都有粉末,且融化并粘在一起,直至形成的表皮厚度增加至符合要求
为止(一般的PVC的厚度为1.1mm),这时粉箱在下方,剩余的粉末又回到风箱里;
4、模具与粉箱分离,并移到冷却工位,用水或空气等对模具进行快速冷却至60-80℃
时,工人扒下表皮。
3)搪塑设备的分类(按模具的加热方式分类)
1、气加热设备:价格最便宜。
它时通过燃烧天然气或重油产生的热风来加热模具。
它
有一个加热炉,整个模具置于炉子中加热。
模具的温度控制较差,成品的合格率低,模具的寿命约为2万模次;
2、油加热设备:价格最贵。
模具的加热和冷却都是通过油来进行的(分别是热油和冷油),
模具各部分的温度可以根据需要分别控制,表皮质量好,模具的寿命高,约为2.5万模次,但设备系统复杂,昂贵。
3、沙加热设备:价格适中。
模具加热是通过电加热沙子,沙子与模具背面接触加热模
具实现的,模具加热时可以旋转,这时沙子与模具各部分接触的时间长短可以调整,即模具各部分的温度可以根据需要来调整,表皮质量较好,模具的冷却是通过水来实现的,冷却速度较快,模具寿命为1.8-2万模次。
综合以上几种工艺,PP注塑工艺主要应用于低挡车,价格较便宜,工艺比较简单,但表面手感不好;麻纤维骨架仪表板优点是环保,但由于韧性不好,容易产生共振响声,ABS+PC 骨架材料各方面性能都比较好,因此大多仪表板的骨架采用这种材料。
吸塑PVC/ABS表皮工艺在中低挡轿车中应用比较广泛,搪塑PVC/ABS表皮工艺在中高档轿车应用比较广泛,因搪塑模具的费用比较高,而且国内尚无搪塑模具的制作能力,需在国外开模,因此价格相比其他两种工艺较贵。
仪表板的重量为8.45Kg,S11仪表板的重量为6.7Kg,B11仪表板重量7.5Kg。
四、塑料、橡胶常用试验方法
塑料常用试验方法
橡胶常用试验方法。