常見(jiàn)的汽車零件工程塑料

發(fā)布于2023-11-06 11:04:54 點(diǎn)擊：0

塑料做汽車材料有哪些優(yōu)勢(shì)呢?

  第一，汽車材料應(yīng)用塑料的優(yōu)勢(shì)是減輕車體的重量

  輕量化是汽車業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以大顯其威。一般塑料的比重為0.9~1.5，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料比重也不會(huì)超過(guò)2，而金屬材料中，A3鋼的比重為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7。這使塑料成為汽車輕量化的首選用材。

  第二，塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利

  例如儀表臺(tái)用鋼板加工，往往需要先加工成型各個(gè)零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多。而使用塑料可以一次成型，加工時(shí)間短，精度有保證。

  第三，增強(qiáng)緩沖作用

  前后保險(xiǎn)杠、車身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車外物體對(duì)車聲的沖擊力。另外，塑料還具有吸收和衰減振動(dòng)和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。

  第四，塑料耐腐蝕性強(qiáng)，局部受損不會(huì)腐蝕

  鋼材制作一旦漆面受損或者先期防腐做的不好就容易生銹腐蝕。塑料對(duì)酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板，如果用塑料做車身覆蓋件，十分適宜在污染較大的區(qū)域使用。

  第五，改性塑料可適應(yīng)車上不同部件的用途要求

  例如保險(xiǎn)杠要有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，而坐墊和靠背就要采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料顏色可以通過(guò)添加劑跳出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍，如abs塑料具有很好的電鍍性能，可用于制作裝飾條、標(biāo)牌、開(kāi)關(guān)旋鈕、車輪裝飾罩等。

  高功能塑料在汽車中正得到越來(lái)越多的應(yīng)用。使用塑料有助于減輕汽車重量，汽車重量每減少10%，燃料經(jīng)濟(jì)性可提高5%，汽車制造商適應(yīng)塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼制材料還可降低成本。塑料可提高汽車制造商設(shè)計(jì)的靈活性。塑料在汽車中的成功應(yīng)用更使汽車成本得以降低，一個(gè)簡(jiǎn)單的注模塑料部件可起到許多金屬部件焊接在一起的功能，塑料可模鑄成比鋼組合件更為復(fù)雜的形狀，可減少集成過(guò)程中所用的部件數(shù)。

  注模的塑料部件也具有美學(xué)效果，而使用傳統(tǒng)的材料如鋼和玻璃很難達(dá)到，如玻璃前燈透鏡用聚碳酸酯材料替代。環(huán)境動(dòng)力正在推動(dòng)汽車生產(chǎn)商采用基于塑料的汽車釉料。在許多汽車生產(chǎn)商的評(píng)估項(xiàng)目中，燃料消費(fèi)和二氧化碳排放是考慮的關(guān)鍵因素。

  工程類塑料由于擁有較好的綜合機(jī)械性能，在汽車領(lǐng)域也得到廣泛使用，在本文中主要介紹聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC)。

  一PA

  聚酰胺，俗稱尼龍，工業(yè)使用上PA種類較多，常用的有PA6、PA66和PA610。PA易印刷，易染色，電性能優(yōu)良;耐藥品，耐油的腐蝕。機(jī)械方面的共性是堅(jiān)韌，都具有很高的表面硬度，拉伸強(qiáng)度好，抗沖擊能力好，耐疲勞，耐折迭，耐應(yīng)力開(kāi)裂。PA的抗拉抗壓強(qiáng)度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對(duì)是PA的增塑劑，加入玻纖后其抗拉抗壓強(qiáng)度可提高2倍左右，耐溫能力也相應(yīng)提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在無(wú)潤(rùn)滑下不停工作。PA的缺點(diǎn)耐酸性差，耐光性差，耐污染性差。由于熱膨脹和吸水性的影響，制件尺寸穩(wěn)定性差，收縮率1～2%，需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率100%，相對(duì)吸濕飽和時(shí)能吸8%，合適壁厚：2～3.5mm。

  注塑性能：PA由于酰胺基的存在，吸水強(qiáng)而吸水牢固，因此，在注塑時(shí)應(yīng)充分的烘干，一般要在120℃烘干3-4小時(shí);PA粘度小，流動(dòng)速度快，為防止射嘴流誕，應(yīng)采用自鎖噴嘴或尼龍專用噴嘴。同時(shí)，要注意模具精度。

  PA在汽車領(lǐng)域主要用于制造軟管(制動(dòng)軟管、燃油管)、燃燒油過(guò)濾器、空氣過(guò)濾器、機(jī)油過(guò)濾器、水泵殼、水泵葉輪、風(fēng)扇、制動(dòng)液罐、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液罐、白葉窗、前大燈殼、安全帶。

  二PMMA

  聚甲基丙烯酸酯，俗稱有機(jī)玻璃，耐室外老化，有極好的透光性，爆曬而不影響它的透明度，在光的加速老化240小時(shí)后仍可透過(guò)92%的太陽(yáng)光，室外十年仍有89%，紫外線達(dá)78.5% 。機(jī)械強(qiáng)度較高，有一定的耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩(wěn)定，易于成型，質(zhì)較脆，易熔于有機(jī)溶劑，表面硬度不夠，易刮傷起毛。合適的塑料產(chǎn)品：有一定強(qiáng)度要求的透明結(jié)構(gòu)件。

  注塑性能：PMMA的吸濕率為0.3%，注塑前必須進(jìn)行干燥，一般在80℃ 左右干燥2～4h;注塑時(shí)熔體溫度在240～270 ℃，模具溫度要控制在35～70℃。

  PMMA由于其良好的透光性能，廣泛用在汽車照明標(biāo)志牌、車門(mén)玻璃和燈玻璃罩上。

  三POM

  聚甲醛，俗稱賽鋼，抗拉強(qiáng)度，沖擊韌性，剛性和疲勞強(qiáng)度，抗蠕變性能很高，尺寸穩(wěn)定性好，吸水性小，摩擦數(shù)小，具優(yōu)良的耐摩擦磨損性能，在高溫和水中仍有很大的剛性，耐化學(xué)腐蝕性能同于PA，但價(jià)格較低，耐反復(fù)扭曲，有突出的回彈能力?？稍?40攝氏度-100攝氏度之間長(zhǎng)期使用。POM的不足之處在于：易受強(qiáng)酸腐蝕，不耐高溫，熱穩(wěn)定性差。收縮率2-3.5% 合適壁厚：1.5-2.5mm。

  注塑性能：POM有明顯的熔點(diǎn)，175℃時(shí)熔化，240℃時(shí)就分解，一般加工溫度為190℃～220℃，它的加工范圍很窄;POM不吸水，在注塑時(shí)，一般不需要烘干，但質(zhì)量要求高的制品，可以用60℃烘干1～2小時(shí)即可;溫度不可太高，否則無(wú)染色制品會(huì)變色;它的耐酸性差，不能用酸性染料染色。

  POM在汽車上用與制造儀表板手套箱附件、各種閥門(mén)(排水閥門(mén)、空調(diào)器閥門(mén)等)、各種葉輪(水泵葉輪、暖風(fēng)器葉輪、油泵輪等)、各種電器開(kāi)關(guān)及電器儀表上的小齒輪、各種手柄及門(mén)銷等。

  四PC

  聚碳酸酯，具有突出的沖擊韌性和抗蠕變性能，耐熱性好，耐寒性也很好，脆化溫度達(dá)-100℃ ，抗彎強(qiáng)度與尼龍相當(dāng)，并有較高的延伸率和彈性模量，但疲勞強(qiáng)度小于尼龍66。吸水性較低，收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好。耐磨性與尼龍相當(dāng)，并有一定的抗腐蝕能力，但成型條件要求高。耐氣候性好，可在較高的溫度和高載荷下條件下長(zhǎng)期應(yīng)用，但不可在濕溫下使用，耐溶劑性差，有應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，疲勞強(qiáng)度差。收縮率0.5-0.7% ，合適的壁厚為2-3.5mm。PC加入玻纖可改善其收縮率，機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性，在100℃左右長(zhǎng)期使用鋼性會(huì)增加，可用退火改善內(nèi)應(yīng)力。

  注塑性能：PC有明顯的熔點(diǎn)，220℃時(shí)熔化，350℃時(shí)就分解，一般加工溫度為250℃～320℃;它吸水，少量的水分可以引起它在高溫時(shí)分解，在注塑時(shí)必需要烘干，烘干溫度可以用120℃烘干4～5小時(shí)即可;PC料的熔融粘度大，注塑時(shí)需要用較大的壓力;PC在加工時(shí)，如果條件允許，可以用模溫機(jī)提高模具溫度，以降低產(chǎn)品的殘余應(yīng)力;PC的收縮率與加工條件和制品的壁厚無(wú)關(guān)，它的縱橫向收縮率比較接近，因此，可以加工成精度很高的制品;它的收縮率為0.5%。

  主要合成體PC-ABS簡(jiǎn)介：PC-ABS是PC與ABS的共混材料，通常以共混造料后，以粒料形狀供應(yīng)。如果只把兩種料簡(jiǎn)單的混合后，直接注塑，效果很差，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象;PC的優(yōu)點(diǎn)是剛而韌，缺點(diǎn)是應(yīng)力開(kāi)裂，粘度大;ABS的優(yōu)點(diǎn)是流動(dòng)性好，但表面硬度低;這樣共混后的材料PC-ABS即保留了兩者的優(yōu)點(diǎn);PC-ABS具有較高的表面硬度，較高的剛性和韌性，也有較高的抗應(yīng)力開(kāi)裂能力;它的機(jī)械性能介于兩者之間。

  PC在汽車領(lǐng)域主要用在制造燈罩，左右輪罩護(hù)板，儀表?yè)醢灞倔w(PC+ABS)、左右風(fēng)框蓋、中間風(fēng)框蓋(PC+ABS)、后保險(xiǎn)杠緩沖墊。

  五PU

  聚氨酯，根據(jù)聚合反應(yīng)生成物的不同，常用的分為硬質(zhì)聚氨酯和軟質(zhì)聚氨酯。硬質(zhì)聚氨酯的強(qiáng)度很高，韌性好，絕熱性好，防水效果好，成型工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高;軟質(zhì)聚氨酯的彈性很好，吸音效果好，耐老化性能、抗化學(xué)介質(zhì)能力等，綜合力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)PVC等材料。聚氨酯的聚合很方便，不僅可在常溫常壓條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，甚至可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聚合后直接發(fā)泡或噴涂、修補(bǔ)等施工。

  聚氨酯泡沫塑料廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾和吸收振動(dòng)的零部件上，如涂覆材料、聚氨酯硬質(zhì)塑料板材、聚氨酯彈性體、座椅軟泡沫材料、裝飾件、沙發(fā)革、車頂飾品;應(yīng)用最多的是各種軟質(zhì)和硬質(zhì)的聚氨酯泡沫材料，它有隔振、隔音、降噪、保溫隔熱;PU還可制成車用聚氨酯涂料、粘結(jié)劑、密封劑等。汽車上的PU代表制件有儀表板、后視鏡、保險(xiǎn)杠、座椅軟墊、頭枕、轉(zhuǎn)向盤(pán)、儀表板防振墊、支柱裝飾件、前頂襯里、窗框架、頂棚與側(cè)頂架裝飾、門(mén)襯板、遮陽(yáng)板、后頂架裝飾等。

  六聚乙烯

  聚乙烯(PE)

  通過(guò)對(duì)高密度PE和低密度PE樹(shù)脂的接枝改性(馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯ST-5)和填充增韌改性可以用南京塑泰的增剛增韌母料ST-12，得到了具有良好的柔韌性、耐候性和涂裝性能的系列改性PE合金材料。PE主要采用吹塑方法生產(chǎn)燃油箱、通風(fēng)管、襯板、導(dǎo)流板和各類儲(chǔ)罐，如制動(dòng)液﹑清洗液儲(chǔ)罐 。歐洲汽車上正式采用塑料燃油箱，其主要材料為高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)。