汽車設(shè)計中常用塑料材料

1、汽車設(shè)計中常用塑料材料以下我們列舉出塑料最突出的幾個優(yōu)點，以此說明將塑料作為工業(yè)設(shè)計的首選材料應(yīng)該是一個合乎邏輯的選擇。 低密度，塑料的密度一般在0.91.4g/cm 3，其重量可以比鋁材和鋼材分別輕 20%和50 % 以上；（2）透明、耐沖擊，許多塑料具有非常好的透明性，透明性好的有機玻璃， 透光率可達92%,而且沖擊強度是無機玻璃的 250倍。（3）成型加工性優(yōu)良，具體表現(xiàn)在：成型方法多；從原料到成品一次完成，形狀復雜的部件 也可從原料到成品一次成型，而金屬部件，加工出一個形狀復雜的部件，可能要經(jīng)過數(shù) 十道工序；較大的設(shè)計靈活性； 材料的可設(shè)計行強，可以用于塑料的合成樹脂有300多種，經(jīng)常

2、使用的也有 40余種；（5）理想的手感、觸感和視覺效果；1聚乙烯（PE）它是乙烯聚合的結(jié)晶型塑料。熔體的流動性能好。低密度聚乙烯（LDPE ）,用高壓法生產(chǎn)，結(jié)晶度較低為45 %- 65%，其柔軟性、斷裂生長率、重擊強度和透明性較好。高密度聚乙烯（HDPE ）,用低壓法生產(chǎn)，結(jié)晶度高為 85%-95%,具有較高的機械強度和使用溫度，適宜中空吹塑，注射和擠出各種瓶、盆、桶、片材、管材和異形材。設(shè)計注意：不耐高濃度氧化性酸和其他強氧化劑，60°以上可溶于某些有機溶劑。PE塑料上最好不要直接嵌塑金屬件。金屬周圍的塑料會因負載應(yīng)力過大而斷裂脫開。動植物油、礦物油能使 PE溶脹，能引起制品機械

3、受力部位周圍的應(yīng)力龜裂，這就是聚乙烯 的環(huán)境應(yīng)力開裂性。由于非極性、表面能低、印刷及粘結(jié)都比較困難。收縮性較大，且方向性明顯，注塑制品易翹曲變形。2、聚丙烯（PP）它是密度小而耐熱性較好的結(jié)晶型聚合物。性能與PE相近，其成型收縮率大，熔體流動性好，有突出的抗疲勞性能。制品力學性能好，具有高的剛性和表面硬度， 特別是有非常優(yōu)異的耐彎曲疲勞性，能經(jīng)受幾十萬次的折疊彎曲而不破壞，很適合用于鉸鏈，長期使用溫度可達120° C，不受外力時最高可達 150。C，低吸水性，突出的耐化學藥品性，能耐80° C以下的酸、堿、鹽及很多極性有機溶劑。PP的低溫重擊強度低，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg

4、為-20 ° C左右，在此溫度早已脆化。PP制造的殼體等結(jié)構(gòu)件，如經(jīng)受過 0° C以下的冷凍，就要考慮可能會出現(xiàn)的破裂現(xiàn)象。因此需經(jīng)復合或 共混改性方法加以改善。設(shè)計注意：耐日光性差，易發(fā)生熱氧老化，用于室外需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑。低溫耐沖擊性差抗蠕變性和耐磨性也不佳。避免與銅接觸，銅鹽溶液對 PP有特殊的破壞作用，因此制品中不宜有銅嵌件。PP成型收縮率較高，熱膨脹系數(shù)也比較大。與PE有相似之處，由于非極性的緣故，制品涂飾和粘結(jié)需表面處理。PP在汽車消費的塑料中占據(jù)最大份額，約占總市場的42%,大量的內(nèi)飾件和外飾件如保險杠、儀表板、方向盤、蓄電池殼體、裝飾板、冷卻風扇、散熱

5、器罩、燈殼、擋泥板等。高沖擊的彈性體增韌的PP用于汽車保險杠材料。在 歐洲95%的汽車保險杠材料采用這種材料。PP的鉸鏈特性使它在盒、罩、容器蓋方面得到很多應(yīng)用。3、聚氯乙烯（PVC ）在PVC樹脂中加入各種添加劑，可制成各種性能的塑料制品。PVC具有無定形聚合物特征，其熔體的熱穩(wěn)定性差，成型溫度的范圍小，對模具有腐蝕作用，在低溫下，PVC容易變硬、發(fā)脆，軟質(zhì) PVC作為密封材料、裝飾材料在汽車設(shè)計 中常有應(yīng)用。4、聚苯乙烯（PS）它是無色透明塑料。ps是無定形聚合物，熔體流動性好且不易分解，有良好的注塑工藝性。力學性能一般，抗重擊性能差。在墜落和重擊時容易斷裂，塑件壁厚應(yīng)均勻一致，各連接面處

6、應(yīng)有圓角，且不宜設(shè)計嵌件。塑件中殘余應(yīng)力過大時，會出現(xiàn)應(yīng)力發(fā)白和裂紋。ps有較大熱膨脹系數(shù)。交替的膨脹和收縮力會使塑件的聯(lián)接基座產(chǎn)生開裂。設(shè)計注意：耐熱性低，連續(xù)使用溫度 60-75° C,容易燃燒，著火后，有濃黑煙產(chǎn)生。耐沖擊性差，性脆，易開裂。大部分植物油及芳香油均能使制品溶脹或產(chǎn)生開裂耐日光性差，日光作用下易變色。與PE有相似之處，由于非極性的緣故，制品涂飾和粘結(jié)需表面處理。PS需經(jīng)材料改性才有更大的用途，比如抗重擊聚苯乙烯（HIPS）它為丁苯 橡膠增韌改性的聚苯乙烯。與PS相比有較高的韌性和沖擊強度； 另外，SMA樹脂，是由馬 來酸酐與苯乙烯單體進行無規(guī)共聚制備出來的一種新型

7、工程塑料，具有較高的熱穩(wěn)定性， 良好的低溫沖擊韌性，突出的化學穩(wěn)定性。它是一種具有很大發(fā)展千里的新型熱塑性塑料， 它 以每年15-20%的速度遞增，SMA將在汽車工業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。5、 ABS它為苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚的無定形塑料。abs通常有比HIPS好的韌性，有較好的綜合力學性能。熔體流動性中等，易于注射成型。成型收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定，使用溫度為 -40100° C,化學穩(wěn)定性好， 良好的印刷性、 染色性、粘結(jié)性，電鍍性能良好，有令人滿意的音響特性，故適合用于音響設(shè)備的外 殼。ABS常用來制造各種汽車配件和結(jié)構(gòu)體，如手柄、燈罩、汽車儀表板、汽車格柵、以及經(jīng)電鍍等表面處理

8、的裝飾件。ABS的面板、殼體和結(jié)構(gòu)件制造的儀表，通常設(shè)計壽命為 10年，儀表中最早開裂的部位是殼體上螺紋牙，及鄰近受裝配緊固力的螺釘孔和臺柱。設(shè)計注意：由于組分中丁二烯的緣故，耐氣候性不佳，長期暴露在陽光下，易變 色、降低強度。易燃，氧指數(shù)為19,燃燒時發(fā)煙量大。 低溫抗沖擊性不好，-20° C時韌性大大下降。玻璃纖維可以大大提高 ABS的力學性能，拉伸強度、彎曲強度可以提高2-3倍，ASA是以丙烯酸酯代替 ABS中易老化的丁二烯組分，坑紫外線輻射性比ABS提高6-10倍。6、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）它是一種透明度高的無定形塑料， 俗稱有機玻璃。有機玻璃的表面硬度差，易被硬物擦傷

9、起劃痕。環(huán)境應(yīng)力裂紋是PMMA 的又一弱點。7、聚酰胺（PA）它為多品種的結(jié)晶型聚合物，俗稱尼龍。堅韌、耐磨且耐疲勞，但及能吸濕。熔點高，熔融溫度范圍窄。注射前必須充分干燥物料。熔體黏 度低，注射塑料時很容易出現(xiàn)流延和溢邊。模具溫度高低影響結(jié)晶度。 塑料件的成型收縮率大，且有波動。成型的制品因吸濕等原因，尺寸不穩(wěn)定。PA6彈性好，沖擊強度高，吸水性較大。PA66強度高，耐磨性好。尼龍具有優(yōu)良的耐摩擦性和耐磨耗性，并有自潤滑性。無油潤滑的摩擦系數(shù)通常為0.1-0.3 ;大部分品種長期使用溫度一般都在 80° C左右，個別品種可達150° C，脆化溫度一般都可達到-30

10、6; C;尼龍不溶于大部分非極性溶劑，特別是汽油、潤滑油盒 動植物油。聚酰胺制品的失效有四個特征。第一，PA在高溫下加工時的水解作用會使材料降解。因此原料中的含水量必須嚴格限制，降解使PA的平均分子質(zhì)量降低，造成制品強度下降。第二，PA在固化結(jié)晶時，要有充裕的結(jié)晶時間，結(jié)晶度愈高，晶粒愈細，沖擊韌性愈好。 為獲得一定的性能，必須控制好結(jié)晶度。第三，制品在使用期內(nèi)吸水，能起增韌作用。水對 PA制品可能是需要的，也可能不需要?？刂浦破分泻浚欠乐顾芗У闹匾矫?。 第四，PA制品中含水量也影響到尺寸，吸水膨脹會改變尺寸，使塑料尺寸超出公差。 設(shè)計注意： 大部分品種吸濕性強。尼龍在干態(tài)或低溫下

11、使用韌性較差，尤其是帶有金屬嵌件的制品，易發(fā)生應(yīng)力開裂。由于尼龍吸水性強，影響尺寸穩(wěn)定性、抗蠕變性，故不宜用于尺寸精 度要求較高的零部件。不適宜長時間接觸含有著色劑的介質(zhì)，如果汁、咖啡、茶、唇膏等。8聚碳酸酯（PC）它是無定形聚合物，有突出的抗沖擊強度和 抗蠕變性能，并較能耐寒耐熱。PC的力學性能和電絕緣性能優(yōu)良，并有較好的透明度。制品成型收縮率較小，塑件尺寸精度高，它是產(chǎn)量僅次于PA的工程塑料。PC的沖擊強度是有機玻璃（PMMA ）的2-3倍，蠕變性約為 PMMA的10%, PC可在-100° C 300° C范圍內(nèi)長期使用，熱分解溫度 310° C,可燃燒規(guī)格

12、屬自熄性； 室溫下可以耐稀酸，對醇、油、鹽類等比較穩(wěn)定，但甲醛例外。PC熔體的黏度高，流動性差。所需模具的溫度高，成型件脫模困難。物料注射充模時 流動和溫差產(chǎn)生的殘余應(yīng)力較高。尤其在塑料件的嵌件周圍，成型孔的周邊和截面突變處。 在外力等環(huán)境因素下，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。PC制品有較高的缺口敏感性， 低溫脆化溫度在-15 ° C以下。利用PC的透明性、耐氣候性及抗沖擊性能，制作高強度抗沖擊透明板材，代替玻 璃和有機玻璃；一些重要的 PC合金主要應(yīng)用在汽車工業(yè)，如PC/ABS，幾乎半數(shù)以上用于汽車工業(yè)。 典型的應(yīng)用包括內(nèi)飾件，如儀表板、儀器外殼、駕駛桿貼面；外飾件，如擋泥板、保險杠、車輪護蓋、

13、尾燈外殼、車身部件、反光鏡等，要求耐氣候性高的零部件可選用 PC/ASA、PC/SMA等合金材料。設(shè)計注意：耐疲勞強度較低，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，制品中應(yīng)盡可能少用金屬嵌件，確有必要的，需參照有關(guān)設(shè)計規(guī)則。對缺口比較敏感，制品有缺口時，沖擊強度明顯下降。 不耐堿，可溶于芳香烴、鹵代脂肪烴，丙酮會促使制品應(yīng)力開裂。9、聚甲醛（POM ）它是高結(jié)晶度的聚合物，具有優(yōu)良的物理和力學性能。耐磨、耐水、耐腐蝕，尺寸穩(wěn)定性好。熔體流動性中等，物料熔融溫度范圍小，熱敏感性強，容易分解。用玻璃纖維增強改性，可減小成型收縮率。長期在大氣中暴曬 老化較快。長期使用溫度-40-100 ° C,高剛性、高硬度、高

14、的彈性模量，兼有良好的沖擊強 度，其比強度、比剛性接近金屬材料，摩擦系數(shù)、磨耗量很小，自潤滑性優(yōu)異；介電強度和 絕緣電阻高，介質(zhì)損耗小，耐電弧性也非常優(yōu)良，濕度對電性恩哪個影響很?。粚N、醇、 醛、酯、醚等有機溶劑和油類、汽車冷卻液等油很高的抵抗性。設(shè)計注意：對缺口比較敏感，在缺口存在的情況下，沖擊強度將明顯下降。 不耐強酸和氧化劑，會發(fā)生應(yīng)力開裂。在熱水的長期作用下，會發(fā)生一定程度的濕熱老化 耐輻射性不好。在汽車工業(yè)部門，聚甲醛主要用于汽車發(fā)動機燃油系統(tǒng)部件；汽車各種傳動部件、耐磨件；含油聚甲醛特別使用于制造高負荷、低速條件下?lián)u擺運動的各種構(gòu)件，尤其飾汽車轉(zhuǎn)向及懸掛系中的球座等。10、聚苯醚（PPO）它是無定形聚合物，在五大工程塑料中用量排第五，其成型收縮率和吸水性小，阻燃性好。需300 330° C的高溫加熱熔化，生 產(chǎn)中用各種改性 PPO,其中以混合聚苯乙烯的改性 PPO的