Ⅰ 汽車輕量化材料的應用范圍
為了適應汽車輕量化的要求,世界各國相繼研究開發了各種輕質的汽車材料,專並在逐漸擴大應屬用范圍,如高強度鋼、鋁合金、鎂合金
以及樹脂基復合材料等。由於復合材料具有重量輕、強度高、耐腐蝕、與鋼材和鋁材相比,形成更方便、設計自由度更大、綜合經濟
效益更明顯等突出優點,正日益成為汽車輕量化的首選材料而受到國外汽車界的青睞。
Ⅱ 汽車若全部改用輕量化的新材料會有怎樣的好處
為了追求安抄全,以往汽車的骨架及主要零部件都是用傳統鋼材料製成,因為在以往所有可用材料中,只有鋼鐵最結實,所以全球各類汽車的平均重量一般都在1.2噸到1.4噸之間。但如今,各類新型材料層出不窮,這些材料大都又輕又結實,於是科學家們考慮是否能將其中的一些作為新型輕量化汽車的「骨骼」進行開發。
以「新型塑料性鋼材料」為例,用它製成的新型汽車骨架可減輕重量20%,但強度卻得到了提高。此外,一些由工程塑料製成的保險杠、發動機艙蓋、行李箱蓋,以及由鎂合金製成的車輪,都能讓車身「輕盈」不少。
和人不一樣,汽車「減肥」並非為了苗條身段,而是一種節能降耗的手段。據了解,若全部改用輕量化的新材料,汽車的耗油量大約能降低15%到20%,噪音也能相應降低2個分貝。汽車「骨頭」輕了,其安全性會不會也跟著減輕呢?當然不會,因為同等重量下,新型材料的承重量是傳統鋼材的好幾倍。換句話說,抵禦同樣大小的沖擊力,所需的新型材料要比傳統鋼板薄得多,重量當然就輕了。
Ⅲ 汽車輕量化的材料
可用於汽車輕量化設計的金屬材料:
車用材料主要通過汽車的輕量化來對燃料經濟性改善作出貢獻。理論分析和試驗結果都表明,輕量化是改善汽車燃料經濟性的有效途徑。為了適應汽車輕量化的要求,一些新材料應運而生並擴大了應用范圍。
一、鋁合金
汽車輕量化鋁的密度約為鋼的1/3,是應用最廣泛的輕量化材料。以美國生產的汽車產品為例,1976年每車用鋁合金僅39kg,1982年達到62kg,而1998年則達到了100kg。
(1)鑄造鋁合金
許多種元素都可以作為鑄造鋁合金的合金元素,但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生產中具有重要意義。當然,在汽車上廣泛應用的並不是上述簡單的二元合金,而是多種元素同時添加以獲得好的綜合性能。
汽車工業是鋁鑄件的主要市場,例如日本,鋁鑄件的76%、鋁壓鑄件的77%為汽車鑄件。鋁合金鑄件主要應用於發動機氣缸體、氣缸蓋、活塞、進氣歧管、搖臂、發動機懸置支架、空壓機連桿、傳動器殼體、離合器殼體、車輪、制動器零件、把手及罩蓋殼體類零件等。
鋁鑄件中不可避免地存在缺陷,壓鑄件還不能熱處理,因此在用鋁合金來生產要求較高強度鑄件時受到限制。為此在鑄件生產工藝上作了改進,鑄造鍛造法和半固態成型法將是未來較多用的工藝。
(2)變形鋁合金
變形鋁合金指鋁合金板帶材、擠壓型材和鍛造材,在汽車上主要用於車身面板、車身骨架、發動機散熱器、空調冷凝器、蒸發器、車輪、裝飾件和懸架系統零件等。
(3) 鋁基復合材料
鋁基復合材料密度低、比強度和比模量高、抗熱疲勞性能好,但在汽車上的應用受到價格及生產質量控制等方面的制約,還沒有形成很大的規模。目前,鋁基復合材料在連桿、活塞、氣缸體內孔、制動盤、制動鉗和傳動軸管等零件上的試驗或使用顯示出了卓越的性能,如本田公司開發成功的由不?鋼絲增強的鋁基復合材料連桿比鋼制連桿降重30%,對1.2L的汽油發動機可提高燃料經濟性5%;採用激冷鋁合金粉末與SiC粉末(重量百分數2%)混合並擠壓成棒材,用此棒材經鍛造成型的活塞因強度高可降重20%,發動機功率大幅度提高;用鋁基復合材料強化活塞頭部而取消第一道環槽的奧氏體鑄鐵鑲塊可降重20%;鋁基復合材料制動盤比鑄鐵制動盤降重50%。
二、鎂合金
鎂的密度約為鋁的2/3,在實際應用的金屬中是最輕的。鎂合金的吸振能力強、切削性能好、金屬模鑄造性能好,很適合製造汽車零件。
鎂合金大部分以壓鑄件的形式在汽車上應用,鎂壓鑄件的生產效率比鋁高30%~50%。新開發的無孔壓鑄法(Pore Free Diecast)可生產出沒有氣孔且可熱處理的鎂壓鑄件。
鎂鑄件在汽車上使用最早的實例是車輪輪輞。在汽車上試用或應用鎂合金的實例還有離合器殼體、離合器踏板、制動踏板固定支架、儀錶板骨架、座椅、轉向柱部件、轉向盤輪芯、變速箱殼體、發動機懸置、氣缸蓋和氣缸蓋罩蓋等。與傳統的鋅制轉向柱上支架相比,鎂製件降重65%;與傳統的鋼制轉向輪芯相比,鎂製件降重45%;與全鋁氣缸蓋相比,鎂製件降重30%;與傳統的鋼制沖壓焊接結構制動踏板支架相比,整體的鎂鑄件降重40%,同時其剛性也得以改善。
鎂基復合材料的研究也有進展,以SiC顆粒為增強體,採用液態攪拌技術得到的鎂基復合材料具有很好的性能且生產成本較低。在AZ91合金中加入25%的SiC顆粒增強的復合材料比基體合金拉伸強度提高23%,屈服強度提高47%,彈性模量提高72%。
三、鈦合金
鈦的密度為4.5g/cm3,具有比強度高、高溫強度高和耐腐蝕等優點。由於鈦的價格昂貴,至今只見在賽車和個別豪華車上少量應用。盡管如此,對鈦合金在汽車上應用的試驗研究工作卻不少。例如用α+β系鈦合金製造的發動機連桿,強度相當於45鋼調質的水平,而重量可以降低30%;β系鈦合金(Ti-13V-11Cr-3Al等)經強冷加工和時效處理,強度可達2000MPa,可用來製造懸架彈簧、氣門彈簧和氣門等,與拉伸強度為2100MPa的高強度鋼相比,鈦彈簧可降重20%。
鈦合金應用的最大阻力來自其高價格,豐田中央研究所開發了一種成本較低的鈦基復合材料。該復合材料以Ti-6Al-4V合金為基體,以TiB為增強體,用粉末冶金法生產,已在發動機連桿上應用。
Ⅳ 汽車輕量化是靠哪些材料實現的
汽車輕量化是靠哪些材料實現:聚賽龍汽車輕量化材料有很多,除了常用的汽車用塑料,還有低密度PP、微發泡材料、薄壁高剛材料等新材料。望採納哦!
Ⅳ 汽車輕量化材料有哪些
汽車輕量化材料,是指一些汽車小部件可以用塑料來代替掉,讓汽車內向輕量化靠攏;現在很多汽容車都開始嘗試用免噴塗這種環保新型材料!鴻盛免噴塗材料是指在特定樹脂中加入特殊的珠光粉或金屬顏料等通過配套特殊相容技術改性直接注塑成型即可實現各種珠光、炫彩或金屬的類似噴塗、UV罩光的外觀效果的一種新型環保材料。
而免噴塗材料在汽車上的應用又分為外飾件和內飾件!
外飾件:高光免噴塗材料主要有PP、PMMA/ASA、PC和ASA,他們主要應用在汽車的控制面板、格柵、擋泥板等部件;金屬光澤效果的免噴塗材料主要以PP、ABS、PC/ABS、PMMA、PA為主,應用於汽車保險杠、踏板、行李架等。
內飾件:裝飾板、亮黑裝飾、出風口格柵等。
Ⅵ 汽車輕量化的材料措施有哪些
現今階段,無論是從性能考慮,還是從環保出發,汽車輕量化都已成為一種必然趨勢。而碳纖維復合材料是汽車輕量化的不二之選,眾所周知的頂級方程式賽車車身就整體使用的是碳纖維復合材料。隨著技術的發展,這種材料逐步普及,已經開始運用於普通汽車上。
一、汽車輕量化已勢不可擋
減輕車重是人們一直在追求探索的。汽車變輕,一方面能提高車輛性能,另一方面更能滿足節能環保的需求。如果將現在汽車的鋼材部件全部由碳纖維復合材料置換,車體重量可減輕40-50%,車子的提速和轉向等性能顯著提升。此外,當前我國機動車污染物排放量已超4,500萬噸。研製輕量化汽車是實現我國低碳經濟的迫切需求。數據顯示,汽車每減重10%,燃油消耗可節省7%,目前鋼鐵材料約占車體重量的3/4,如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維復合材料置換,車體重量可減輕300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削減17%。若減重20%-30%,每車每年CO2排放可減少0.5T,不僅減少了使用成本,更加綠色環保。
二、碳纖復合材料是必然選擇
碳纖維是由化纖和石油經特殊工藝製成的纖維,除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導電、導熱等特性外,它強度更高,質量輕,更耐腐蝕。它的密度不到鋼的1/4,但抗拉強度卻是鋼的7~9 倍,抗拉彈性也高於鋼,在2000℃以上的高溫惰性環境中,是唯一強度不下降的物質。在有機溶劑、酸、鹼中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。而且它外形柔軟,可加工成各種織物。從使用的角度看,碳纖維不存在腐蝕生銹的問題,比普通金屬耐用。在極端氣候條件下,碳纖維的性質幾乎不發生變化。使用碳纖維製造車身,可以省去高成本、繁瑣的塗裝工藝。難怪有人說,碳纖維幾乎是目前可知的最能讓汽車減重的完美材料。
Ⅶ 輕量化材料概念股有哪些
輕型合金概念股龍頭
宜安科技:公司專注於鋁合金、鎂合金等輕合金精密壓鑄件的研發、設計、生產和銷售。2013年3月,公司與德國aapImplantateAG達成初步合作意向,雙方投資組建合資公司,開展「生物可降解醫用鎂合金植入物」項目,第一期投資為10萬歐元,各佔50%。德國aapImplantateAG是專注於骨科/創傷/脊柱領域生物材料及植入物產品的開發、生產和銷售的全球性醫療設備公司,其產品包括骨水泥,骨移植替代材料,抗生素載體和促進骨折癒合和關節置換的植入物等。合作將加強公司生物可降解醫用鎂合金植入物的關鍵技術攻關,開發相關生物醫用材料及骨科植入器件。目前醫用鎂合金植入物產品正處於研究開發階段,有望一年內進入臨床研究,從研究成功到資質認證,再到相關產品的試生產、批量生產,所需時間較長且過程繁瑣復雜,存在不確定性。
寶鈦股份:寶雞鈦業股份有限公司是中國最大的鈦及鈦合金生產、科研基地,是國家高新技術企業.公司專業從事鈦加工業務,目前已經發展成為國內規模最大鈦材加工企業,產量佔全國總量的40%左右.公司產品結構較為完整,產品涵蓋板材、管材、棒材、絲材等,是目前國內唯一具有鑄-鍛-鈦材加工完整產業鏈的企業.公司是國內鈦材加工領域中最重要的廠家,行業地位相當突出,公司所生產鈦材產品廣泛應用在化工、建築、航空航天、艦船、醫療等領域。
*ST東鉭:寧夏東方鉭業股份有限公司是一家大型稀有金屬生產企業。公司主要從事鉭、鈮金屬及鈹合金的冶煉、粉末冶金、人工晶體和製品以及化合物等產品的研究開發和生產。公司是中國最大的鉭鈮專業研發生產廠家,產品品種、規格、質量居國內同行業之首.經過長期的市場遴選後,公司鉭行業的地位穩居世界前三強行列,其中電容器用鉭絲多年穩居世界第一。
碳纖維概念股龍頭
方大炭素:子公司方泰精密是國內少數幾家掌握碳纖維技術的企業之一,主要承擔年產3100噸碳纖維項目建設,其中一期1500噸預計今年10月將進行試車後投產;二期將在一期投產後開始建設。
博雲新材:公司是國內粉末冶金復合材料領域研究、產業化鏈條最完善的公司,產品包括航天用炭/炭復合材料等。
金發科技:2011年9月,公司第一期投資總金額不超過3億元,用於興建年產2000噸碳纖維及1萬噸碳纖維復合材料產業化項目。
泰和新材:公司橫跨氨綸、間位芳綸(又稱芳綸1313)、對位芳綸(又稱芳綸1414)、化工原料等產業領域,是國內領先的高性能纖維研發和生產基地,是我國化纖行業參與全球高技術競爭的標桿企業。公司和煙台民士達在軍用直升機芳綸蜂窩用材研發上走在全國前列,煙台民士達既是公司客戶,也是公司參股子公司。芳綸蜂窩結構復合材料是世界航空領域首選的減重材料,可大大提升該機型的裝載能力,改寫了高性能航空復合材料依賴進口的歷史。公司還參與參與芳綸防彈材料研發。
Ⅷ 汽車輕量化材料誰最強
應用於汽車輕量化抄的材料有很多,比如鋁合金、工程塑料、碳纖維。最近,塔塔鋼鐵公司開發出一種被稱為Coretinium®的「三明治材料」,該材料可為運輸車輛和其內部結構量身定做,直接安裝的的底板和側壁,使車輛重量降低多達45%。所以說,隨著科技的不斷發展,輕量化材料也會不斷更迭,每種材料都有各自優劣勢,沒有最強的材料。希望能夠幫到你!
Ⅸ 汽車輕量化需要什麼材料
碳纖維復合材料是汽車輕量化最優材料。
碳纖維復合材料是由碳纖維和樹脂內等材料通過一定容比例混合,經過一系列固化處理得到的具有優異性能的新型材料。這種材料應用在汽車領域具有傳統金屬材料無法比擬的優點。
優勢:
強度高,碳纖維復合材料的機械性能優於金屬材料。其抗拉強度時普通鋼材的4-5倍,剛度是普通鋼材的3-4倍。人們越來越注重汽車的安全性,在「德系車與日系車誰能安全」「鐵皮厚與薄誰更安全」等問題上,汽車愛好者已討論多年,表面上是爭個誰對誰錯,但實質上反映的事人們對於汽車安全性的看重。這樣一種高強度的材料應用到車身上,汽車的安全性會大大增加。
質量輕,碳纖維復合材料在有著優良機械性能的同時,又有著超輕的質量。人們傳統意識中的「越結實就肯定越重」的觀念被徹底顛覆。在比普通鋼材強度高上數倍的同時,它的質量僅為鋼材的數分之一。在越來越注重環境保護,越來越注重汽車燃油經濟性的今天,輕車身已經成為汽車發展的趨勢,碳纖維復合材料還有耐腐蝕,易於造型等優點,上述這些優點讓碳纖維復合材料成為車身製造的絕佳材料。