现代汽车新材料种类及应用

现代金属材料的研究及应用一、研究现代金属材料的必要性在现代工业生产中，金属材料是不可缺少的一种重要原材料。

金属材料具有强度高、可塑性好、导电性能优异等优点，适用于制造机器、汽车、航空器等各类工业产品。

因此，研究现代金属材料的性能、制备工艺及应用具有重大意义。

二、现代金属材料的研究现状随着人们对于金属材料的不断了解和深入研究，现代金属材料得到了更广泛的应用。

目前，主流的现代金属材料包括高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金等几种类型。

1. 高强度钢高强度钢是一种同时具备优异力学性能和可塑性的金属材料。

其主要特点是强度高、可塑性好、韧性优良等，常用于制造航空器、汽车和建筑结构等领域。

2. 铝合金铝合金是一种轻质金属材料，具有耐腐蚀性强、导热性好、可塑性高等特点。

由于其重量轻、强度高、热膨胀系数小等特点，适用于制造汽车、航空器和船舶等轻型产品。

3. 镁合金镁合金是一种轻质结构金属材料，具有导热性好、可塑性高、强度高等优点。

由于其重量轻、刚性优良、吸热能力强等特点，适用于制造航空器、汽车和电子产品等领域。

4. 钛合金钛合金是一种高强度、轻质金属材料，具有抗蚀性和优异的耐高温性。

由于其密度小、刚性高、强度大等优点，适用于制造航空航天和医疗设备等高端产品。

三、现代金属材料的应用范围现代金属材料在各个领域具有广泛的应用。

主要应用于以下几个方面：1. 航空航天领域现代金属材料在航空航天领域的应用非常广泛。

以高强度钢和钛合金为例，它们在制造飞机机身、发动机等方面具有不可替代的重要地位。

2. 汽车制造领域现代汽车制造中，铝合金和高强度钢广泛应用于车身结构和发动机等关键部件。

铝合金的轻量化优势、高强度钢的刚性优越性，都能够有效提升汽车性能。

3. 建筑领域现代金属材料在建筑领域的应用越来越广泛。

以钢结构为例，它由于其强度高、重量轻、可塑性好等因素，可大幅度减少建筑施工时间和成本，也可适用于建筑外墙、屋面等多种场合。

4. 医疗设备领域钛合金在医疗领域有着广泛的应用前景。

汽车内外饰件塑料材料分类及性能首先，聚丙烯（PP）是最常用的汽车塑料材料之一，具有良好的韧性、抗冲击性和耐候性，同时还具有较高的耐化学腐蚀性。

聚丙烯制成的内饰件可以用于制造仪表板、门板、中央控制面板等。

聚丙烯也常用于制造外饰件，如车身侧裙板、前后保险杠等。

聚丙烯具有较好的成本效益，而且对环境友好。

其次，聚乙烯（PE）也是一种常用的汽车塑料材料。

聚乙烯具有较高的耐冲击性和拉伸强度，耐化学腐蚀性能也很好。

由聚乙烯制成的内饰件可以用于制造座椅背板、储物箱等。

聚乙烯制成的外饰件主要是车身包围材料、车顶行李架等。

聚乙烯具有较低的成本和较高的耐用性。

聚氯乙烯（PVC）是一种常用的汽车塑料材料，具有较高的耐燃性和耐化学腐蚀性。

PVC制成的内饰件通常用于制造门内饰板、车顶内饰板等。

PVC制成的外饰件主要是车顶包围材料、车顶行李架等。

PVC材料成本相对较低，且可塑性好，容易加工成形。

聚氨酯（PU）是一种具有较高强度和韧性的汽车塑料材料。

聚氨酯制成的内饰件主要用于制造座椅、把手等。

聚氨酯也常用于制造外饰件，如车顶行李架、车顶包围材料等。

聚氨酯具有良好的耐磨性和耐候性。

工程塑料（如ABS、PC、PA等）在汽车内外饰件中也得到广泛应用。

ABS具有较高的耐冲击性和耐磨性，常用于制造仪表板、门板、把手等。

PC具有较高的强度和热稳定性，常用于制造灯具、后视镜壳体等。

PA具有较高的抗拉强度和耐冲击性，常用于制造座椅骨架、储物箱等。

除了上述材料，还有一些特殊的塑料材料也广泛应用于汽车内外饰件中。

例如柔性PVC用于制造汽车座椅面料，聚碳酸酯（PC）用于制造汽车车窗玻璃，三元乙丙橡胶（EPDM）用于汽车密封条等等。

综上所述，汽车内外饰件塑料材料具有多种分类及性能。

不同的材料具有不同的优势和适用性，汽车制造商在选择材料时需要根据具体的需求和功能来选取合适的塑料材料。

汽车常用材料的应用汽车是现代社会不可或缺的交通工具，其所使用的材料也具有多样性和复杂性。

汽车常用材料的应用范围广泛，涵盖了车身、发动机、内饰以及其他各个部件。

以下是对汽车常用材料应用的介绍。

1. 钢铁材料：钢铁是汽车制造中最常用的材料，广泛应用于车身、底盘框架等结构件。

汽车钢材通常要求具有高强度、优良的可塑性和耐腐蚀性能。

高强度钢可以提高车身的刚性和安全性能；耐腐蚀钢可以延长汽车的使用寿命。

目前，汽车行业正在逐渐发展高强、高塑性的先进钢材，如高强度钢板、双相钢、热成形钢板等。

2. 铝合金材料：铝合金在汽车制造中被广泛使用，用于车身结构件、发动机零部件和悬挂系统等。

铝合金具有重量轻、强度高、良好的导热性和耐腐蚀性等特点，可以有效降低汽车整体重量，提高燃油经济性和减少尾气排放。

3. 塑料材料：塑料在汽车制造中扮演着越来越重要的角色，用于内饰、外饰、车灯及其他各种构件。

塑料具有重量轻、成型性能好、耐腐蚀、绝缘等特点，而且价格相对较低。

目前，汽车行业使用最广泛的塑料材料有聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(PA)等。

4. 橡胶材料：汽车橡胶主要用于轮胎、密封件、悬挂系统等部件。

橡胶具有良好的弹性和缓冲性能，可以提高车辆的舒适性和操控性能。

常见的橡胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶等。

5. 玻璃材料：汽车玻璃主要用于车窗、后视镜等部件。

汽车玻璃要求透明度高、强度大、耐热、耐腐蚀等特点。

现代汽车玻璃主要分为安全玻璃和夹层玻璃，安全玻璃具有抗冲击、不易破碎的特点，夹层玻璃则可以有效隔音和抵御紫外线。

6. 合成材料：合成材料在汽车制造中应用广泛，如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。

碳纤维具有重量轻、强度高、刚性好等特点，广泛应用于跑车、赛车等高端汽车中。

玻璃纤维在汽车零部件中用于增强和增加刚性。

除了以上常用材料，汽车制造中还会使用到各种金属合金、陶瓷材料和复合材料等。

随着汽车制造技术的发展和环保要求的提高，对材料的性能和品质提出了更高的要求，同时也推动了新材料的研发和应用。

汽车材料的性能和应用汽车是一种现代化的交通工具，已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

同时，随着汽车的不断发展和进步，对汽车材料的要求也越来越高。

汽车材料的性能和应用是汽车技术发展的重要方面。

汽车材料的性能汽车材料的性能对汽车的安全性、耐用性和经济性等方面都有着至关重要的影响。

现代汽车材料的性能主要集中在以下几个方面。

1. 抗拉强度汽车材料的抗拉强度是指在拉伸过程中所承受的最大应力值。

抗拉强度是衡量汽车材料强度的重要指标。

目前，在汽车制造中，常见的高强度材料有铝合金，碳纤维等。

2. 耐热性汽车中的发动机和排气系统等部件需要在高温环境下工作，因此材料的耐热性也成为了一项重要的性能指标。

主要应用的材料有高铬合金钢、高温陶瓷等。

3. 耐腐蚀性汽车在使用过程中会接触到各种各样的液体和气体，这些液体和气体的腐蚀性会对汽车材料产生不同程度的影响。

因此，对于汽车材料来说，耐腐蚀性也是一项重要的性能指标。

常用材料有不锈钢、镀锌铁等。

4. 韧性汽车材料的韧性表示材料在受到外力作用时的变形能力，主要对汽车的抗撞性能起到关键作用。

现代汽车制造使用的高韧性材料主要包括高强度钢、钛合金等。

5. 耐久性汽车材料的耐久性指在长期使用中，能否保持其性能不受明显损伤。

在现代汽车制造中，使用的耐久性高的材料主要包括玻璃钢、碳纤维等。

汽车材料的应用现代汽车制造使用的材料种类繁多，具有广泛的应用领域，以下是几种常用的汽车材料及其应用。

1. 高强度钢当前，高强度钢已经成为现代汽车制造中应用最广泛的材料之一。

高强度钢可以分为低合金高强度钢、高强度低合金钢、天绵高强度钢等多个品种。

高强度钢的强度和韧性都比普通钢好，具有耐撞性能，被广泛应用于车身、底盘以及发动机等部位。

2. 铝合金汽车中使用的铝合金主要分为铝镁合金、铝锰合金和铝钛合金等。

铝合金具有比普通钢更好的强度、硬度和耐腐蚀性，同时还有较好的导热和导电性能，因此，在汽车制造中，铝合金广泛应用于车身、发动机缸盖、散热器等部位。

汽车材料调研报告汽车材料调研报告引言：汽车材料是指用于制造汽车的各种材料，包括金属材料、聚合物材料、复合材料等。

随着汽车工业的快速发展，汽车材料的研究和应用也变得越来越重要。

本次调研的目的是了解当前汽车材料的主要应用状况和未来发展趋势。

一、金属材料金属材料一直是汽车制造中最常用的材料。

其中，钢铁材料占据了70%以上的比例，主要用于汽车车身和底盘的制造。

铝合金材料在汽车制造中也得到广泛使用，它具有重量轻、强度高的优点。

未来，随着汽车轻量化的趋势不断加强，铝合金在汽车材料中的应用将会进一步增加。

二、聚合物材料聚合物材料在现代汽车制造中扮演着重要的角色。

汽车的塑料件数量在不断增加，原因是塑料件具有良好的成形性、重量轻、抗腐蚀等特点。

高性能工程塑料在汽车材料中的应用也在不断提高，这些材料具有较高的力学特性和耐高温性，适用于制造发动机盖、车灯等部件。

此外，生物可降解塑料的研究也在进行中，未来有望广泛应用于汽车材料领域。

三、复合材料复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛。

碳纤维复合材料具有重量轻、强度高等优点，适用于制造车身和内饰件。

玻璃纤维复合材料在汽车材料中的应用也很广泛，主要用于制造车身结构件和底盘。

未来，随着复合材料的进一步研究和应用，汽车的结构性能和安全性将会得到极大提升。

四、新材料的发展趋势随着汽车工业的快速发展，新材料的研究和应用也在不断推进。

目前，有几个新兴材料在汽车材料中备受关注。

首先是镁合金材料，它具有比铝合金更轻、更高的比强度，适用于制造汽车底盘和车身。

其次是碳纳米管材料，它具有优异的力学性能和导电性能，可用于制造电动汽车的电池和电路。

此外，纳米材料、高熵合金等也在汽车材料中有着广阔的应用前景。

结论：汽车材料在不断创新和发展中，金属材料、聚合物材料和复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛。

未来，随着汽车工业的发展和对轻量化、高性能的需求，新材料将会得到更多的研究和应用。

汽车材料的创新将推动汽车工业的发展，同时也将为我们的出行提供更加安全、环保和高效的选择。

现代汽车：制造材料和工艺应用为了提高车辆的安全性、成本、燃油经济性和噪音排放，需要创造新的创新材料。

尽管过去的汽车完全由钢制产品组成，但制造商现在已向铝、镁和复合材料过渡，以提供更高的性能。

为了适应这些新材料，还采用了新的制造技术。

正如汽车研究中心（CAR）技术路线图报告所确定的那样，这些是未来几年中最重要的汽车制造趋势。

新的汽车材料、创新的零件制造和自动装配工艺将迅速重新定义汽车供应商行业的运作方式。

但是，汽车行业存在一些不确定性，这些先进的汽车技术将以多快的速度成为市场标准。

如果新材料有可能被用于更多的汽车部件，那么它们必须是安全的、具有成本效益的、商业化的。

但要达到这些生产标准，首先必须改进制造工艺本身。

什么是最常用的汽车材料？CAR的技术路线图报告列出了目前42款车型使用的材料和制造技术，涵盖了2015/2016年车型的四个细分领域(轿车、CUV、SUV、轻型卡车)。

样本中的42种车型约占美国轻型汽车销量的50%。

毫不奇怪，该研究发现，当前的车辆主要是钢结构，并使用了一些铝。

汽车的框架，包括地板、门、车顶、车身侧板和挡泥板，通常都是用钢铁建造的。

由于这些是对驾驶员安全最负责的部件，因此它们是使用其他材料最困难的。

其他非关键部件的材料，如汽车的引擎盖、天窗、保险杠或发动机支架，经常被用于试验，因为它们可以为整车减轻重量提供机会。

图片来源：汽车研究–汽车技术路线图（2017）当今，以及在可预见的将来，最常用的汽车材料包括：低碳钢：低碳钢易于成型，这使得它们成为汽车零部件制造商采用冷冲压和其他过时的制造工艺的首选。

其最大抗拉强度为270MP a。

高强度钢（HSS）：高强度钢使用传统钢，并在烘烤周期中去除碳。

这意味着可以形成较软的钢，然后烤成较硬的金属。

典型的抗拉强度等级为250 - 550MP a。

高强度低合金（HSLA）：HLSA是碳锰钢，添加了诸如钛、钒或铌的微合金元素。

它们具有高达800MP a的抗拉强度，并且仍可以压制成形。

汽车常用材料的应用汽车作为现代交通工具的重要组成部分，其制造使用了各种各样的材料。

这些材料不仅要求具有较高的强度和稳定性，还需要具有轻量化、节能、环保等特性。

下面将介绍一些汽车常用材料及其在汽车制造中的应用。

1. 钢铁材料钢铁是汽车制造中最常见的材料之一，主要用于汽车的车身、底盘、车架等部件。

汽车钢材主要分为普通碳素结构钢、低合金高强度钢、淬火高强度钢、热成形钢等。

这些钢材具有较高的强度和韧性，能够满足汽车在碰撞和承载等方面的需求。

而且，随着汽车轻量化的需求，新型的高强钢材和淬火高强度钢材在汽车制造中的应用越来越广泛。

2. 铝合金材料随着对汽车轻量化和节能环保的要求，铝合金作为轻质金属材料在汽车制造中得到广泛应用。

铝合金的密度轻、强度高，不仅可以有效减轻汽车整体重量，提升汽车燃油经济性，还能够提高汽车的动力性能和舒适性。

目前，铝合金主要应用于汽车的发动机、底盘、悬挂系统等部件，特别是高速列车、地铁等轨道交通工具的车体结构。

3. 工程塑料工程塑料在汽车制造中的应用也日益广泛。

相比传统金属材料，工程塑料具有重量轻、成型性好、耐腐蚀性好、绝缘性能好等优点，可以有效减轻汽车质量、降低生产成本。

目前，塑料材料主要应用于汽车的内饰件、外饰件、车灯、零部件等方面，比如汽车的前保险杠、后保险杠、车内仪表板等部件。

4. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高性能、轻质、高强度的新型材料，在汽车制造中得到越来越多的应用。

碳纤维复合材料具有重量轻、抗拉强度高、抗压强度高、热稳定性好等优点，可以广泛应用于汽车的车身、车顶、车门、发动机罩等部件。

而且，碳纤维复合材料还可以有效提高汽车的安全性和舒适性，满足汽车轻量化、节能环保的要求。

5. 橡胶材料橡胶材料在汽车制造中主要用于汽车的悬挂系统、轮胎、密封件、减震器等部件。

橡胶具有良好的弹性、耐磨损性、耐油性、耐高温性等特性，可以有效提高汽车的行驶稳定性和舒适性。

橡胶材料还可以有效减少汽车的噪音和震动，提高汽车的安全性和使用寿命。

汽车新材料及新加工工艺-专题论文汽车新材料及新加工工艺机械与汽车工程学院车辆工程1111班李涵 2011138142摘要资源和环境问题是当今人类社会面临的巨大挑战为实现人类社会的可持续发展对新一代汽车产品在安全环保和节能方面提出了更为严苛的要求现代汽车材料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求轻量化节能降耗和降低排放污染是现代汽车发展的趋势研制性能更好更轻的汽车材料可以使能源消耗降低排放污染减少汽车新材料和新加工工艺对于汽车工业的发展是至关重要的关键词新材料新加工工艺汽车新材料国内外汽车工业新材料的发展趋势一轻量化材料的开发与应用是当前汽车材料技术发展的主导方向?铝在汽车中的应用范围进一步扩大并将成为仅次于钢的第二大汽车材料铝是应用较早且技术日趋成熟的轻量化材料其用量持续增长将成为仅次于钢的第二大汽车材料并将呈现铸件型材板材并举的局面在轻量化的推动下铝合金材料及其应用技术发展的很快铝的应用正朝着车身零件及结构件的方向发展如铝合金车箱盖发动机罩提升式后车门前端翼子板发动机支架以及全铝车身骨架等?镁应用呈现快速增长趋势但近期内在汽车中所占的比例预计不会超过1, 镁是比铝更轻的金属材料它可在铝的质量基础上再减轻15,,20,目前已实现工业化生产并大量用于装车的镁合金零件主要是车身和底盘零件包括仪表板骨架与横梁座椅骨架转向盘进气歧管以及各种支架罩盖等制约镁在汽车中大量应用的最主要因素是技术问题就结构件而言由于存在诸如对镁材料的特性缺乏深层次理解镁零件的防蚀技术未取得突破镁材料的性能数据缺乏尤其缺少工艺,性能数据镁零件的设计使用经验不足等问题使镁在汽车中的普及程度暂时还难以与铝匹敌?泡沫材料的开发与应用研究十分活跃泡沫材料是一种应用日益普及的汽车轻量化材料分为非金属泡沫材料和金属泡沫材料两大类泡沫是一种具有复合功能的材料它不仅可减轻零部件的质量而且还可以提高其刚度与抗压陷性能减振降噪隔热吸收较高的冲击能量其应用方式通常有如下两种一是作为中间夹层材料与两侧金属板材组合在一起构成所谓的复合板这种复合板的外板一般为碳钢板铝板和不锈钢板复合板目前主要用于生产的汽车车身与发动机上的板壳类零件如缓冲板发动机气门罩油底壳SUV的飞轮室与车辕顶部小型载货车车顶外板与地板等复合板在承载零件的应用方面同样具有广阔的前景二是作为填充材料结构泡沫直接填入零部件中需要加强的部位常用作结构泡沫基材的有聚氨酯环氧树脂和尼龙玻璃纤维复合材料等结构泡沫材料作为加强内衬用于轿车车身骨架中的各类构件如前部车架摆梁后侧骨架和保险杠A型柱,铰链柱车顶纵梁,B 型柱等的结合部位可显著提高车身的刚度和抗碰撞性能在对车门提升式后车门和车箱盖等车身部件的研究表明采用结构泡沫构材料同样可取得较好的减轻质量效果?钢铁材料仍占据主导地位钢铁材料在汽车材料构成中所占的比例保持相对稳定但是其内部结构将发生变化主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢的用量将有较大的增长铸铁和中低强度钢的比例将会逐步下降高强度钢的应用是汽车钢铁材料今后的主要发展方向之一为了应对来自轻质材料的挑战钢铁企业将开发的重点放在了高强度材料上先后开发出了高强度钢板屈服强度大于210Nmm2 超高强度钢板屈服强度大于550Nmm2和先进的高强度钢取得了良好的减轻质量的效果高强度钢已成为颇具竞争力的汽车轻量化材料在抗碰撞性耐蚀性和成本方面较其他材料仍具有较大的优势最新的应用情况表明有些铝镁合金零件又转而采用高强度钢设计如保险杠车轮骨架前门后门横梁等安全法规是推动高强度钢应用的重要动力为满足更为严格的安全法规要求如侧面碰撞各大汽车公司均加快了高强度钢在汽车车身底盘悬架和转向系零件上的应用二新材料在解决轻量化与车辆安全的冲突问题中将发挥重要作用在世界各国日益严格的安全法规推动下汽车行业正在致力解决轻量化与车辆安全的矛盾在不增加自身质量的前提下提高车辆被动安全性能的有效措施如下一是加大车辆的外形尺寸对轻量化的车身构件进行优化设计二是开发出质量轻强度刚度高吸收冲击能量能力大的车身构件而这些都离不开高性能的新材料如动静态屈服强度比高的高强度钢冲击能量吸收率高的轻合金以及结构泡沫材料等三与环境的协调发展已成为汽车材料技术发展必须遵循的一项基本原则由于人类社会发展所导致的环境问题日趋严峻与环境的协调发展已成为汽车材料技术必须遵循的一项基本原则世界各国对汽车材料的环保问题高度重视制定了大量与之相关的法律法规并从政府的角度进行引导取得了显著的效果现今环保理念已渗透到从汽车材料开发零部件设计到工艺边角余料及废旧汽车零件车辆回收再生的各个环节发达国家正逐步淘汰或已不再使用容易对环境造成污染的材料如采用半金属玻璃纤维碳纤维和有机纤维摩擦材料取代石棉摩擦材料逐步实现了摩擦材料的无石棉化广泛使用水性涂料高固体涂料及粉末涂料等低公害和无公害的汽车涂料开发了环保的水基粘接剂并用于生产国外在汽车材料的回收再利用方面也取得了重要进展如在涂装电镀等容易破坏环境的工艺中进行工艺余料废料的回收再利用废水的处理与循环使用四材料技术与产品设计制造工艺的结合将更为密切与产品设计制造工艺的结合越来越紧密是当今汽车材料技术发展的特点而推动力则是技术与经济的因素汽车零部件的多材料设计部件的零件化减少零件设计的发展趋势在客观上促使了材料与设计工艺的紧密结合而随着CADCAPPCAM的出现汽车零件设计材料与制造工艺之间的界限也越来越淡化逐步成为一体同时随着世界经济全球化进程的不断加快汽车行业的竞争愈演愈烈汽车制造商面临的成本压力越来越大从而也要求将设计材料与制造工艺作为一体进行综合考虑以谋求总体效益的最大化如激光拼焊液压成形半固态金属加工喷射成形以及不同材料的连接技术等新技术的出现伴随着我国汽车工业的全面发展社会拥有量的大量增加汽车在国民经济中的地位显得越来越重要汽车新材料的发展和应用是促进汽车工业技术发展的重要因素从发展汽车新材料来说以下三点尤为重要汽车材料要适应整车向智能化电动化方向发展的基本要求大力开发新型材料汽车材料要围绕整车低能耗低排放的要求开发新型结构材料和功能材料3应该跟踪世界先进的汽车新材料的发展趋势开发自主知识产权的新材料通过优先发展汽车新材料来提高材料工业的整体水平相关数据美国中型轿车材料构成比例变化情况 ,年代钢铁铝合金塑料其他 1980 69 4 9 181990 60 55 125 16 2000 51 12 18 19国内外载重车用高强度钢板强度对比应用部分材料抗拉强度MPa 国内国外车架375,590 440,780 车身 270,440 270,590 车轮320,550 490,650轻量化材料减重效果及相对成本零部件材料相对成本零件相对成本减重幅度, 铸件铸铁 10 10 比较基准铝铸件 18,22 1050,60 镁铸件 30 10 65,75 车身构件软钢 10 10 比较基准高强度钢 11 10 10铝合金 40 20 40,50 玻璃纤维材料 30 08 25,35 2新材料种类及当前应用状况一车身新材料的种类? 新型结构材料?高强度钢板现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素经各种处理轧制而成其抗拉强度高达420Nmm2是普通低碳钢板的23倍深拉延性能极好可轧制成很薄的钢板是车身轻量化的重要材料含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板车门顶盖和行李箱盖升板也可用于载货汽车驾驶室的冲压件主要特点为具有较高强度比普通冷轧钢板高15,25,良好的强度和塑性平衡即随着强度的增加伸长率和应变硬化指数下降甚微具有良好的耐腐蚀性比普通冷轧钢板提高20,具有良好的点焊性能烘烤硬化冷轧钢板BH经过冲压拉延变形及烤漆高温时效处理屈服强度得以提高既薄又有足够的强度是车身外板轻量化设计首选材料之一冷轧双向钢板具有连续屈服屈强比低和加工硬化高兼备高强度及高塑性的特点经烤漆后强度可进一步提高适用于形状复杂且要求强度高的车身零件主要用于要求拉伸性能好的承力零部件如车门加强板保险杠等超低碳高强度冷轧钢板在超低碳钢C?0005,中加入适量钛或铌以保证钢板的深冲性能再添加适量的磷以提高钢板的强度实现了深冲性与高强度的结合特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件轻量化迭层钢板在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料表层钢板厚度为0203mm塑料层的厚度占总厚度的25,65,与具有同样刚度的单层钢板相比质量只有57,隔热防振性能良好主要用于发动机罩行李箱盖车身底板等部件?铝合金铝合金具有密度小27gcm3比强度高耐锈蚀热稳定性好易成形可回收再生等优点技术成熟根据车身结构设计的需要采用激光束压合成型工艺将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性铝合金已成为仅次于钢材的汽车用金属材料能够为汽车提供各种铝合金铸件冲压结构件和拉制的铝型材铝合金主要用于制造发动机缸体活塞进气支管气缸盖变速器壳体轿车的骨架车身座椅支架车轮等部件?镁合金和钛合金镁的密度为18gcm3仅为钢材密度的35,铝材密度的66,比强度比刚度高阻尼性导热性好电磁屏蔽能力强尺寸稳定性好因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架内板组成另一种镁合金制成的车门它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg且刚度极高随着压铸技术的进步已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件如前后挡板仪表盘方向盘等钛的比重为46gcm3仅是铁的12但强度和硬度超过了钢且不易生锈用钛合金铸造的汽车发动机部件更轻更坚固和更耐腐蚀钛合金车身可以承受更大的作用力?泡沫合金板泡沫合金板由粉末合金制成其特点是密度小仅为0407g,cm3弹性好当受力压缩变形后可凭自身的弹性恢复原料形状泡沫合金板种类繁多除了泡沫铝合金板外还有泡沫锌合金泡沫锡合金泡沫钢等可根据不同的需要进行选择由于泡沫合金板的特殊性能特别是出众的低密度良好的隔热吸振性能深受汽车制造商的青睐目前用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩行李箱盖等?蜂窝夹芯复合板蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成面板可以采用玻璃钢塑料铝板和钢板等材料根据夹芯材料的不同可分为纸蜂窝玻璃布蜂窝玻璃纤维增强树脂蜂窝铝蜂窝等由于蜂窝夹芯复合板具有轻质比强度和比刚度高抗振隔热隔音和阻燃等特点故在汽车车身上获得较多应用如车身外板车门车架保险杠座椅框架等?工程塑料与通用塑料相比工程塑料具有优良的机械性能电性能耐化学性耐热性耐磨性尺寸稳定性等特点且比要取代的金属材料轻成型时能耗少中国工程塑料工业普遍存在工艺落后设备陈旧规模小品种少质量不稳定的状况而且价格高缺乏市场竞争力工程塑料用于汽车可实现轻量化和节能且可回收和循环利用目前六大类的塑料PPPURPVCABSPA和PE在汽车上得到广泛的应用通常用于制造车身覆盖件车门门褴车身内外装饰件和水箱面罩保险杠和车轮护罩等?高强度纤维复合材料复合材料是一种多相材料是由有机高分子无机非金属和金属等原材料复合而成目前玻璃纤维增强树脂复合材料和碳纤维增强树脂复合材料在汽车上已经获得成功的应用玻璃纤维增强树脂复合材料耐腐蚀绝缘性好特别是有良好的可塑性对模具要求较低对制造车身大型覆盖件的模具加工工艺较简易生产周期短成本较低在轿车和客车上采用玻璃纤维增强树脂复合材料制造的轿车车身覆盖件客车前后围覆盖件和货车驾驶室等零部件高强度纤维复合材料特别是碳纤维复合材料CFRP因其质量小而且具有高强度高刚性有良好的耐蠕变与耐腐蚀性因而是很有前途的汽车用轻量化材料?陶瓷材料由于陶瓷本身具有的特殊力学性能以及对热电光等的物理性能陶瓷材料特别是特种陶瓷在汽车上的应用日益受到人们的重视我国已成功研制钛酸铝陶瓷-铝合金复合排气管氮化硅陶瓷柴油机涡轮增压转子和球轴承等汽车部件汽车的构造材料可反映人类所应用材料的技术水平目前6类主要材料如钢、铁、塑料、铝、橡胶、玻璃共占轿车质量的90其余10为其他多种材料包括有色金属铜铅锌锡等车中装备的液体燃油润滑剂其他油品和水基液等油漆纤维制品汽车材料构成? 新型功能材料?稀土材料中国稀土资源丰富居世界前列世界已探明的稀土储量中国占世界已探明资源的80为我国大力开发稀土材料提供了得天独厚的条件使用汽车废气净化催化剂是控制汽车废气排放减少污染的最有效的手段含稀土的汽车废气净化催化剂价格低热稳定性好活性较高使用寿命长汽车废气净化稀土催化剂所用的稀土成分主要是氧化铈氧化镧和氧化镨等用于汽车废气净化催化剂的载体通常为蜂窝陶瓷稀土还可以作为陶瓷载体的稳定剂以及活性涂层材料等?纳米材料纳米技术将在汽车上的结构材料节能环保等方面获得广泛的应用纳米陶瓷材料的耐磨性和质量减小稳定性增强纳米陶瓷轴已经应用在奔驰等高级轿车上使机械转速加快质量减小稳定性增强使用寿命延长纳米汽油是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂纳米汽油可以降低油耗10-20可降低废气中有害气体含量50-80纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的石油产品它不对任何润滑油添加剂稳定剂处理剂发动机增润剂或减磨剂等产生不良作用只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜纳米增强增韧塑料可以代替金属材料由于它们比重小重量轻因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量达到节省燃料的目的可用于汽车上的保险杠座椅翼子板顶蓬盖车门发动机盖行李舱盖以及变速器箱体齿轮传动装置等一些重要部件抗紫外线老化塑料能够吸收和反射紫外线比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上能有效延长其使用寿命无机纳米抗菌塑料加工简单广谱抗菌24h接触杀菌率达90无副作用可以用在车门把手方向盘座椅面料储物盒等易污部件二新材料应用的发展趋势?新材料回收再利用性的研究研究汽车新材料的最终处置问题至关重要从某种程度上讲关系到它的生存与发展目前汽车上约占自重25,的材料无法回收再用其中三分之一为各种塑料三分之一为橡胶还有三分之一为玻璃纤维现在可以通过三种途径进行回收颗粒回收重新碾磨化学回收高温分解能源回收将废弃物作为燃料?减少材料的品种未来汽车在工程塑料类型的选择上将会发生巨大的变化目前汽车使用的塑料由几十种高分子材料组成当前世界各大汽车公司致力于减少车用塑料种类并尽量使其通用化这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护?降低成本制约汽车车身新材料应用的重要因素是价格作为主要新材料的高强度钢玻璃纤维增强材料铝和石墨增强其成本分别为普通碳钢的11倍3倍4倍和20倍只有大幅度降低这些新材料的制造成本才可能使诸多新材料进入批量生产?先进的制造工艺的研发采用新材料与先进的制造工艺是相辅相成的汽车工业正在努力开发新的制造方法对传统的工艺进行更新汽车典型零件用材的简要说明二汽车新加工工艺1冲压工艺冲压技术在汽车制造业占有重要地位据统计汽车上有60,70的零件是用冲压工艺生产出来的因此冲压技术对汽车的产品质量生产效率和生产成本都有重要的影响冲压工艺的特点及冲压工序的分类冲压是一种金属加工方法它是建立在金属塑性变形的基础上利用模具和冲压设备对板料施加压力使板料产生塑性变形或分离从而获得一定形状尺寸和性能的零件冲压件冲压工序按加工性质的不同可以分为两大类型分离工序和成形工序冲压工序可分为四个基本工序?冲裁使板料实现分离的冲压工序包括冲孔落料修边剖切等?弯曲将板料沿弯曲线成一定的角度和形状的冲压工序?拉深将平面板料变成各种开口空心零件或把空心件的形状尺寸作进一步改变的冲压工序?局部成形用各种不同性质的局部变形来改变毛坯包括翻边胀形校平和整形工序等几种汽车覆盖件的冲压工艺汽车覆盖件的冲压工艺通常都是由拉深修边冲孔翻边整三个基本工序组成有的还需要落料或冲孔有的需要多次修边冲孔或翻边有的工序还可以合并因此对于一个具体的汽车覆盖件来说要确定其冲压工艺就必须具体地分析该零件的形状结构材料和技术要求结合生产批量纲领和生产设备条件才能最后确定2汽车车身装焊工艺汽车车身是由薄板构成的结构件冲压成形后的板料通过装配和焊接形成车身壳体白车身所以装焊是车身成形的关键装焊工艺是车身制造工艺的主要部分汽车车身壳体是一个复杂的结构件它是由百余种甚至数百种例如轿车薄板料大都是具有良好焊接性能的低碳钢所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式汽车制造中常用的焊接方法汽车车身装焊工艺点焊通过导电和电阻加热使金属熔合点焊的过程预压-焊接-保压-休止点焊相关工艺参数电流,电压,电极压力,焊接时间,电极直径等点焊设备固定式点焊机移动式点焊机包括供电系统变压器和二次回路焊具部分机臂电极夹持器电极加压机构气压液压等冷却系统机体等,,,气体保护焊接一种熔化极气体保护电弧焊接法利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属由,,,作为气体保护气并采用光焊丝填充焊接工艺参数电源极性,焊丝直径,电弧电压,焊接电流,气体流量,焊接速度,焊丝伸出长度,直流回路电感等3涂装工艺涂装目的是保护被涂物并对被涂物起装饰作用提高产品使用寿命和美化外观汽车车身的涂装质量要求最高要长期在各种气候条件下使用而不发生漆膜劣化和锈蚀还要能维持其光泽色彩和美观典型的轿车车身涂装工艺是电泳底漆中涂面漆汽车涂装工艺流程汽车装配工艺汽车装配是汽车全部制造工艺过程的最终环节是把经检验合格的数以千万计的各类零件按规定的精度标准和技术要求组合成分总成总成整车并经严格检测程序确认其是否合格的整个工艺过程汽车产品要求有好的动力性经济性和耐久性以实现在各种复杂环境中的运载功能现代汽车产品更要求安全可靠造型美观乘坐舒适并满足环保要求这些要求最终是通过装配工艺来保证的若装配不当以昂贵的代价制造出的合格零件不一定能装出合格的汽车因此装配是保证产品质量的重要环节汽车装配特点是零件种类多数量大作业内容复杂装配零部件除发动机传动系车身悬架车轮转向系制动系空调系等之外还有大量内外饰件电器线束软管硬管玻璃各类油液加注等汽车总装工作量约占全部制造工作量的20,25其操作内容包括过盈配合焊接铆接镶嵌配管配线螺纹连接各类油液加注等装配方法?螺纹联接法螺钉螺栓联接是机械装配的基本方法它约占汽车装配作业工作量31个别部位的螺纹联接采用手动扳手较普遍的是采用风动扳手或电动扳手以及电动螺丝刀等?粘接法需粘接的零部件内饰件一般有衬垫隔音材料车门内装饰护板外饰件一般有挡风玻璃车灯标志等粘接方法小件预先在车身上涂粘接剂大件则在需要装在零件上直接涂粘接剂?充注法是指装配时发动机机油变速器齿轮油散热器冷却液制动液动力转向液压油空调制冷剂挡风玻璃洗涤液燃油等各种液体的方法装配设备。

先进材料在汽车制造中的应用研究汽车，作为现代社会不可或缺的交通工具，其制造技术一直在不断发展和创新。

其中，先进材料的应用起到了至关重要的作用。

这些材料不仅提升了汽车的性能、安全性和舒适性，还对环境保护和可持续发展产生了深远的影响。

先进高强度钢（AHSS）是目前汽车制造中广泛应用的一类材料。

与传统钢材相比，AHSS 具有更高的强度和更好的延展性。

通过采用不同的合金元素和热处理工艺，AHSS 能够在减轻车身重量的同时，保持甚至提高车身的结构强度。

这意味着汽车在碰撞时能够更好地保护乘客的安全，同时降低燃油消耗，减少尾气排放。

例如，双相钢和相变诱发塑性钢在汽车的车架、车门和保险杠等部位得到了大量应用。

铝合金在汽车制造中的应用也日益增多。

铝合金具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性等优点。

使用铝合金制造汽车零部件，如发动机缸体、轮毂和车身面板，可以显著减轻车辆的重量，提高燃油效率。

此外，铝合金的回收利用率较高，有利于降低汽车生产对环境的影响。

一些高端汽车品牌已经广泛采用铝合金来打造车身结构，不仅提升了车辆的性能，还展现了其先进的制造工艺和环保理念。

碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种具有极高强度和刚度的先进材料。

尽管成本相对较高，但在高性能汽车和电动汽车领域，CFRP 展现出了巨大的应用潜力。

CFRP 可以用于制造汽车的车架、传动轴和车身覆盖件等部件，极大地减轻了车辆的重量，提高了车辆的加速性能和续航里程。

例如，一些超级跑车采用了大量的 CFRP 材料，使其在保持高强度的同时，实现了极致的轻量化。

除了结构材料，功能性材料在汽车制造中也发挥着重要作用。

例如，隔音降噪材料可以提高车内的安静程度，为乘客提供更舒适的驾乘环境。

新型的隔热材料能够减少车内热量的传递，降低空调系统的负荷，从而节省能源。

而在电动汽车中，高性能的电池材料是决定车辆续航里程和充电速度的关键因素。

目前，锂离子电池的正极材料如三元材料和磷酸铁锂，以及负极材料如石墨和硅基材料，都在不断地改进和优化，以提高电池的能量密度和循环寿命。