汽車用非金屬材料（課堂PPT）

1、模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料1 了解車用橡膠的品種、性能特點及其在汽車上的應(yīng)用。 掌握汽車輪胎的類型和結(jié)構(gòu)特點。 能夠正確選擇汽車輪胎。課題一課題一 橡膠橡膠模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料2 一、車用橡膠一、車用橡膠 1.車用橡膠的品種及性能特點車用橡膠的品種及性能特點 車用的橡膠材料有天然橡膠、合成橡膠和再生膠。 (1)天然橡膠 天然橡膠材料是指以天然橡膠為生膠制成的橡膠材料,代號為NR。天然橡膠屬于通用橡膠。它具有優(yōu)良的彈性,彈性溫度范圍為-70130;具有較高的強度和優(yōu)異的抗疲勞性、耐磨性、耐寒性、防水性、減振性、絕熱性和電絕緣性;具有良好的加工性能。其

2、缺點是耐老化性和耐候性差,耐油性和耐溶劑性較差,易溶于汽油和苯類等溶劑,易受強酸侵蝕,且易自燃。 (2)合成橡膠 由于資源的限制,天然橡膠的產(chǎn)量遠遠不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要,因而發(fā)展了合成橡膠。早在1914年就制造出了合成橡膠。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展,合成橡膠原料來源豐富、成本低廉,產(chǎn)量也已超過天然橡膠。合成橡膠在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,也是汽車工業(yè)的一種重要的材料。合成橡膠的種類繁多,目前,合成橡膠分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料3模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料4模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料5 (3)再生膠 常用

3、車用橡膠制品的性能特點見表612。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料6 2.橡膠制品在汽車上的應(yīng)用橡膠制品在汽車上的應(yīng)用 一臺汽車上的橡膠件少則100多個,多則400多個,汽車輪胎就是典型橡膠制品(見圖611a)。除此之外,汽車上的橡膠件還有減振元件、油封、油管(見圖611b)、導(dǎo)線包皮和膠套等。圖611 汽車上的橡膠制品a)汽車輪胎 b)汽車上其他橡膠零件模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料7 車用的橡膠品種有天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠和丁基橡膠等。汽車橡膠制品主要分布在汽車車身、傳動、轉(zhuǎn)向、懸架、制

4、動和電器儀表等系統(tǒng)內(nèi)。 (1)汽車輪胎 汽車輪胎是汽車上橡膠用量最大的橡膠零件。制造輪胎的主要材料有生膠(包括天然橡膠、合成橡膠、再生膠)、骨架材料(即纖維材料、人造絲、尼龍、聚酯、玻璃纖維、鋼絲等)以及炭黑等。輪胎的外胎普遍使用天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等。內(nèi)胎一般用氣密性好的材料來制造,如丁基橡膠。 (2)密封制品 汽車上使用的橡膠密封制品主要包括油封件、密封條、密封圈、皮碗、防塵罩、襯墊等。根據(jù)使用環(huán)境的不同,要求這類橡膠制品應(yīng)有良好的密封性能,耐油及各種化學試劑、耐老化、耐熱、耐寒、耐臭氧、耐磨，及強度高和永久壓縮變形小等特性。 1）密封條 2）油封 3）皮碗 4）防塵套模塊六模塊六

5、 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料8 (3)膠管 每輛汽車中所用的膠管有幾十種,總長約30m，用膠量達到20kg以上。所用的橡膠材料有天然橡膠、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、聚丙烯酸酯橡膠等。膠管按結(jié)構(gòu)可分為純膠管、夾布膠管和編織膠管，按其耐壓性能分為低壓管、高壓管和真空管。用在汽車上的燃油、制動、冷卻、空調(diào)等系統(tǒng)中。 (4)膠帶 車用膠帶主要是V 形帶。通常V 帶有三種，即包布V 帶、切割V 帶和多楔V 帶，以切割V 帶為多。切割V 帶兩側(cè)沒有包布,屈撓性好，摩擦因數(shù)大，具有受力大、線速高、散熱性及耐疲勞性良好和節(jié)能等特點。常用的膠種有NBR和CR等。 (5)減振塊 減振塊主要用在汽車發(fā)

6、動機、底盤等部件上,用來防止和降低汽車行駛中的振動和噪聲。每輛車上使用的減振塊有幾十種，按其材料的組合形式可分為純橡膠制品、塑料橡膠復(fù)合制品及金屬橡膠復(fù)合制品。一輛車上減振塊的用量最多可達15kg左右,使用的材料有天然橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠、丁腈橡膠等。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料9 一輛桑塔納2000在行駛途中突然熄火,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燃油進油管嚴重漏油,搶修的唯一辦法是更換輸油管,而附近的汽車配件商店沒有標準的桑塔納2000發(fā)動機輸油管,可供使用的油管就只有圖612所示的幾種類型,請問駕駛員如何選擇? 按照規(guī)定,駕駛員應(yīng)選用桑塔納2000說明書中規(guī)定的燃油系統(tǒng)輸油管,但在特

7、定的條件下,為了讓汽車繼續(xù)行駛,只能選用代用油管。選用代用油管必須知道原用油管的規(guī)格、類型,檢查代用油管與原車油管的規(guī)格類型是否相同或相近,然后決定是否選用。 查找隨車的使用說明書,找出原車油管的類型、規(guī)格。 查找汽車配件商店中的汽車油管資料, 從說明書中得知圖中最下面的油管是耐壓、耐油軟管,制造材料為丁腈橡膠, 測量油管的外徑和內(nèi)徑與原車油管相同, 與桑塔納2000輸油管使用的要求基本一致。唯一的缺陷是選用油管的長度比原車油管長10mm。 考慮到汽車所處的環(huán)境,決定選用圖612中最下面那種類型的油管。至于油管偏長,只好在油管安裝好后固定妥當就可以了。圖612 幾種類型的 汽車輸油管模塊六模塊

8、六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料10 二、汽車輪胎二、汽車輪胎 輪胎的作用是支承全車重量,將汽車的牽引力傳遞給路面，與汽車懸架共同衰減、緩和汽車行駛的振蕩和沖擊,并支持汽車的側(cè)向穩(wěn)定性，保證車輪與路面有良好的附著性能。 1.汽車輪胎的類型與結(jié)構(gòu)特點汽車輪胎的類型與結(jié)構(gòu)特點 現(xiàn)代汽車廣泛采用充氣輪胎。按輪胎組成結(jié)構(gòu)不同,可分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種。 (1)有內(nèi)胎的充氣輪胎 有內(nèi)胎的充氣輪胎主要由外胎、內(nèi)胎和墊帶組成，如圖613所示，外胎的結(jié)構(gòu)如圖6-1-4所示。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料11 1)普通斜交輪胎。斜交輪胎簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉。簾線與胎面中心線

9、約呈35，由一側(cè)胎邊穿過胎面到另一側(cè)胎邊(見圖615a)。由這種斜置簾線組成的簾布層，通常有多層，它們交錯疊合起來，成為胎體的基礎(chǔ)。由于簾布層的斜交排列，給輪胎胎面和胎側(cè)增加了強度。 2)子午線輪胎。子午線輪胎用鋼絲或纖維織物作簾布層。簾線與胎面中心線約呈90，從一側(cè)胎邊穿過胎面到另一側(cè)胎邊。這樣的分布就像地球上的子午線，故稱為子午線輪胎(見圖615b)。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料12 (2)無內(nèi)胎充氣輪胎 近年來在轎車和一些貨車上，無內(nèi)胎充氣輪胎的使用日漸廣泛。沒有內(nèi)胎的輪胎，空氣直接壓入外胎中，因此要求外胎和輪輞之間有很好的密封性。無內(nèi)胎充氣輪胎結(jié)構(gòu)如圖616所示。模塊

10、六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料13 2.汽車輪胎的規(guī)格汽車輪胎的規(guī)格 輪胎規(guī)格可用外胎直徑D、輪輞名義直徑d、斷面寬B 和斷面高H 的尺寸代號等(見圖617)表示。 (1)轎車輪胎規(guī)格 由于輪胎斷面輪廓不斷演變和發(fā)展,傳統(tǒng)標記方法已經(jīng)不適應(yīng)新的要求,1997年9月,我國在等效采用歐洲輪胎輪輞標準組織(ETRTO)年鑒1994的基礎(chǔ)上,對轎車輪胎系列(GB/T29781989)進行修訂,即轎車輪胎系列(GB/T29781997)。2008年再次進行了修訂,即轎車輪胎系列(GB/T29782008)該標準以輪胎名義斷面寬度(mm)、輪胎扁平率(%)、輪胎結(jié)構(gòu)代號(如R代表子午線輪胎結(jié)構(gòu)

11、)、輪輞名義直徑(in)、負荷能力和速度標志表示。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料14 1)輪胎的扁平率。輪胎的扁平率是指輪胎斷面高度除以斷面寬度得到的百分數(shù)。目前國產(chǎn)子午線輪胎有80、75、70、65、60、55、50和45八個系列,數(shù)字分別表示輪胎斷面高(H )是斷面寬(B)的80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%和45%。 2)輪胎的負荷能力。輪胎的負荷能力是指在一定行駛速度和相應(yīng)充氣壓力時的最大載質(zhì)量。國際標準將輪胎全部預(yù)計到的負荷量從小到大依次劃分為280個等級負荷指數(shù),每一個指數(shù)代表一級“輪胎負荷能力”,見表613。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用

12、非金屬材料15 3)輪胎的速度等級符號。近年來,汽車和輪胎的性能都有很大的提高,要求輪胎的速度性能和汽車的最高行駛速度相匹配。為此,輪胎需標明其速度等級。國際化標準組織(ISO)制定了輪胎速度等級符號,每一個速度等級符號均有一個對應(yīng)的最高行駛速度,見表614。不同輪輞名義直徑的轎車輪胎最高速度見表615。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料16模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料17 (2)載貨汽車輪胎規(guī)格 載重汽車輪胎系列(GB/T29771997)是在等效采用美國輪胎輪輞協(xié)會(TRA)年鑒1994的基礎(chǔ)上,對GB/T29771989進行修訂,其中部分輪胎的規(guī)格參照采用歐

13、洲輪胎標準化組織(ETRTO)年鑒1993和日本機動車車輛輪胎制造協(xié)會(JATMA)年鑒1994。目前的標準是載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負荷(GB/T29772008)。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料18 3.汽車輪胎的合理使用汽車輪胎的合理使用 合理使用輪胎的目的在于:降低輪胎的磨損速度,防止不正常的磨損和損耗,延長輪胎的使用壽命,保障行車安全,降低運輸成本,提高經(jīng)濟效益。輪胎使用與保養(yǎng)規(guī)程(GB/T97682008)和汽車輪胎使用與維修要求(JT/T3031996)規(guī)定了輪胎管理、使用和維護的基本原則和具體技術(shù)要求。 (1)輪胎的損壞 汽車輪胎承受和傳遞汽車與路面的全部

14、作用力,在各種力的作用下,產(chǎn)生復(fù)雜的變形。因變形發(fā)生摩擦,產(chǎn)生大量的熱,使輪胎溫度升高、強度降低。輪胎的損壞,基本上就是力和熱作用的結(jié)果。汽車輪胎損壞的主要形式有胎面磨損、簾線松散、折斷、簾布脫層、胎面與胎體脫膠以及由上述結(jié)果引起的胎體破裂。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料19(2)輪胎的合理使用1)正確選用輪胎。2)保持輪胎氣壓正常。3)防止輪胎超載。4)精心駕駛車輛。5)做好日常維護。6)保持汽車技術(shù)狀況良好。7)強制維護、及時翻修。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料20模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料21 輪胎換位的基本方法有循環(huán)換位法和交叉換位法

15、兩種(見圖618)。一次更換輪胎的位置,不能使所有輪胎從輪胎的一側(cè)換到另一側(cè)的換位方法,稱為循環(huán)換位法。僅一次更換輪胎的位置,便可實現(xiàn)所有輪胎從汽車的一側(cè)完全換到另一側(cè)的換位方法,稱為交叉換位法。子午線輪胎采用單邊換位法,如圖619所示。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料22 一輛豐田卡羅拉轎車的外胎側(cè)面標有“195/65R1491H”的字樣,這些字樣代表什么? 怎樣理解這些數(shù)字和符號? 由相關(guān)知識“轎車輪胎規(guī)格” 部分可知: “195” 表示輪胎名義斷面寬度是195mm;“65”表示輪胎的扁平率是60%;“R”表示該輪胎為子午線輪胎;“14”表示輪胎的輪輞直徑為14in;“91”

16、表示負荷指數(shù)為91,負荷值為615kg;“H”表示該汽車最高行駛速度為210km/h。綜合起來理解就是該豐田卡羅拉轎車使用的是名義斷面寬度為195mm,扁平率為65%,負荷值為615kg,最高行駛速度為210km/h,輪輞直徑為14in的子午線輪胎。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料23 了解塑料的組成、分類及特性。 掌握汽車塑料件的位置及鑒別方法。 能夠正確選擇和使用塑料，并能對其進行鑒別。課題二課題二 塑料塑料模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料24 圖621所示為保險杠骨架的一般形式,想一下汽車用保險杠是由什么材料制成的? 汽車上還有哪些零部件也是利用該材料制成的?

17、圖621 保險杠骨架的一般形式模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料25 一、塑料的組成及分類一、塑料的組成及分類 1.塑料的組成塑料的組成 塑料是以合成樹脂為基體，并加入某些添加劑而制成的高分子材料，它通?？稍诩訜?、加壓條件下被塑造或固化成型，得到所需要的固體制品,故稱為塑料。 塑料的主要成分是樹脂，塑料的性質(zhì)主要由樹脂決定。為了滿足各種實際應(yīng)用的要求，往往要加入必要的添加劑，以改善性能，塑料中常用到的添加劑有： (1)填充劑 (2)穩(wěn)定劑 (3)增塑劑 (4)著色劑 (5)潤滑劑模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料26 2.塑料的分類及性能特點塑料的分類及性能特點 塑料的

18、種類很多,有多種分類方法，常按其受熱后的性能變化，分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。 (1)熱塑性塑料 熱塑性塑料是指受熱時軟化、冷卻后變硬，再加熱又軟化，冷卻又變硬，可反復(fù)多次加熱塑制的塑料。這類塑料加工方便,但耐熱性相對較差，容易變形。常用的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚四氟乙烯、聚丙醚和聚碳酸酯。 (2)熱固性塑料 熱固性塑料以熱固性樹脂為基本成分，一般具有網(wǎng)狀的體型結(jié)構(gòu)，受熱時軟化或塑化，發(fā)生化學變化，并固化定型，固化定型后如再次受熱，不再熔化，受強熱會分解，不可反復(fù)塑制。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料27 塑料按使用特性可以分為通用塑料、工程塑料和

19、特種塑料。 (1)通用塑料 通用塑料是指用于生活用品、絕緣材料等的塑料。這類塑料產(chǎn)量大、成本低、應(yīng)用廣泛。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨基酸材料和酚醛塑料。 (2)工程塑料 工程塑料是用于工程構(gòu)件和機械零件的塑料。這類塑料的強度、剛度較高,韌性、耐熱性、耐蝕性較好,可以用來替代金屬材料制造機械機構(gòu)零件。工程塑料主要有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯和ABS塑料。汽車上的大部分零部件采用工程塑料。 (3)特種塑料 特種塑料一般是指具有特種功能的塑料。這類塑料可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域。例如,氟塑料和有機硅具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功能,增強塑料和泡沫塑料具有高強度、高緩沖性等。模塊

20、六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料28模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料29 3.塑料的特性塑料的特性 汽車很多零部件使用的材料是塑料。塑料具有重量輕，成型自由，加工成本低，耐腐蝕性、絕緣性、自潤滑性好，著色自由、手感柔性，可進行二次加工(著色、光亮處理、涂裝、浮雕等)的特點。 (1)質(zhì)量輕 一般的塑料密度為0.832.2g/cm2，而泡沫塑料就更輕。 (2)化學穩(wěn)定性好 一般的塑料對酸、堿、鹽和有機溶劑都有良好的耐蝕性能。 (3)比強度高 盡管塑料的強度比金屬低，但由于塑料密度小、質(zhì)量小，因此和等質(zhì)量的金屬相比，其比強度要高。 (4)絕緣性好 塑料具有良好的點絕緣性，可以

21、和陶瓷橡膠媲美。 (5)吸振和消聲能力好 板和轉(zhuǎn)向盤等,以增加緩沖作用，提高車輛的安全性和舒適性。 (6)耐磨性和減磨性優(yōu)良 一些塑料的摩擦系數(shù)小，耐磨性好，自潤滑性能良好，可以作軸承材料及其他耐磨材料。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料304.汽車用塑料的名稱及使用場合汽車用塑料的名稱及使用場合模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料31模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料32 二、汽車塑料件的位置、名稱和車身塑料產(chǎn)品的鑒別方法二、汽車塑料件的位置、名稱和車身塑料產(chǎn)品的鑒別方法 1.汽車塑料件的位置、名稱汽車塑料件的位置、名稱 汽車上塑料件的位置和名稱如圖622所

22、示,括號中代表該塑料的種類。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料33模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料34 2.車身塑料產(chǎn)品的鑒別方法車身塑料產(chǎn)品的鑒別方法 (1)查看壓制在塑料部件上的ISO 代號，一般在零件拆下后就能看到所標的符號。 (2)燃燒鑒別。切下一小片塑料，用鑷子夾住放入火中燃燒，查看其火焰顏色、燃燒情況及聞氣味。如PVC塑料受熱后容易熔化，燃燒時火焰呈綠色或青色，有鹽酸味；聚烯烴類塑料在燃燒時的火焰沒有明顯的煙霧，有蠟的氣味；聚酯酸纖維素類塑料經(jīng)點燃后有醋酸味；ABS塑料燃燒時有明顯的煙霧產(chǎn)生。 (3)焊接法。塑料焊條能與之焊合的即為此種焊條類型質(zhì)地的塑料品

23、種，市場上能提供的焊條大致有6種。 (4)敲擊法。用手敲擊塑料制品內(nèi)側(cè)，PU 塑料聲音較弱，PP塑料聲音較脆。 (5)打磨法。PU 塑料用砂紙打磨后沒有粉末，而PP塑料則有粉末。PU 塑料易被劃傷，PP塑料不易被劃傷等。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料35 如圖623所示,一輛QQ 汽車與一輛奧迪A6汽車相撞,兩車的保險杠都遭到嚴重的損壞。對于修理人員來說,怎樣進行保險杠的修理和選配呢? 1.1.案例分析案例分析 奧迪A6轎車保險杠損傷較輕,可以直接進行修復(fù)。奇瑞QQ 轎車的保險杠已經(jīng)完全損壞,只能更換保險杠總成。 2.2.保險杠的修理和選配保險杠的修理和選配 (1)奧迪A6轎車

24、保險杠的修理要進行保險杠的修理,首先要知道保險杠是什么類型的塑料,然后才能采取正確的修復(fù)方法。 1)保險杠材料的鑒別。 查看壓制在保險杠上的ISO代號,一般在保險杠的背面就能看到所標的符號。如果找不到ISO代號,就采用本節(jié)相關(guān)知識中介紹的燃燒鑒別法、焊接法、敲擊法、打磨法來進行鑒別。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料36 2)保險杠的修復(fù)。 奧迪A6保險杠屬于劃痕和裂紋損傷,修復(fù)工藝如下： 用清水和塑料清潔劑清洗待修部位,對待結(jié)合表面進行除蠟、除油處理；將保險杠加熱至20左右；將催化劑噴到裂紋一側(cè),然后在該側(cè)敷好黏結(jié)劑；將劃痕或裂紋兩側(cè)按原來位置對齊,迅速壓緊,約1min后即可獲得

25、良好的黏結(jié)效果。最后,黏結(jié)部分應(yīng)有312h的固化時間,以達到最大的黏結(jié)強度,然后重新噴漆。 (2)奇瑞QQ 轎車保險杠的選配 查找奇瑞QQ 轎車車身配件技術(shù)資料,找出保險杠的規(guī)格、型號,然后進行選配。在沒有技術(shù)資料的情況下,根據(jù)本節(jié)知識確認保險杠的組成材料、保險杠的規(guī)格,到汽車配件市場進行選購。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料37 了解車用玻璃的分類和性能特點。 掌握玻璃在汽車上的應(yīng)用及其安裝位置。 能夠正確選擇和使用車用玻璃,并能對其進行鑒別。課題三課題三 玻璃玻璃模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料38 當汽車受到?jīng)_擊時,玻璃整體受力不易破碎,其破碎也不會產(chǎn)生尖銳的

26、棱角,如圖631所示。想一想為什么汽車玻璃不能使用普通平板玻璃呢?圖631 汽車玻璃破碎圖模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料39 一、車用玻璃的性能、種類及主要用途一、車用玻璃的性能、種類及主要用途 1.車用玻璃的性能特點及要求車用玻璃的性能特點及要求 汽車上的車窗和燈具使用的材料是玻璃，玻璃具有抗拉強度低、抗壓強度高、硬度較高、韌性很差、耐熱性較差(經(jīng)過熱處理后,可提高其耐熱性)的特點；但玻璃有良好的化學穩(wěn)定性，對酸、堿的腐蝕具有較強的抵抗能力，化學性能穩(wěn)定，良好的絕緣性能，可用于制造各種絕緣器材和電學儀器。玻璃最突出的特點是具有良好的光學性質(zhì)，主要是玻璃的透明性和折光性。模塊六

27、模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料40 2.常用汽車玻璃的種類、特點及主要用途常用汽車玻璃的種類、特點及主要用途 根據(jù)玻璃在汽車上的安裝位置不同，分為風窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前門窗玻璃、后門窗玻璃、后角窗玻璃和后側(cè)窗玻璃等。汽車玻璃在汽車上所處的位置如圖632所示。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料41 根據(jù)玻璃的用途分為鋼化玻璃，夾層玻璃，防爆、防彈玻璃，中空玻璃，防水玻璃和特種擋風玻璃。 (1)鋼化玻璃 鋼化玻璃是普通玻璃經(jīng)過高溫淬火處理的特種玻璃，即將普通玻璃加熱到一定溫度后迅速冷卻進行特殊鋼化處理。其性能特點是具有很高的溫度急變抵抗能力,強度也較高。模塊六模塊

28、六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料42 (2)夾層玻璃 夾層玻璃又稱安全玻璃。它是將兩片以上的平板類玻璃用聚乙烯醇縮丁醛塑料襯片黏合而成，具有較高的強度。在受到破壞時，會產(chǎn)生輻射狀或同心圓形裂紋，碎片不易脫落，且不影響透明度，不產(chǎn)生折光現(xiàn)象，如圖633c所示。夾層玻璃常用于汽車的前窗玻璃。各國已制定有關(guān)法規(guī),規(guī)定轎車的前窗必須安裝夾層玻璃。 (3)防爆、防彈玻璃 這是一種特制玻璃,具有較大的抗沖擊強度，良好的透光性，以及耐寒、耐熱等特點，當遇到爆炸或彈擊時，輕者玻璃可以完好無損，重者即使玻璃破裂，子彈亦不易穿透玻璃，玻璃碎片不會脫落傷人。主要用于重要人物及各國首腦所乘用防彈車的玻璃。 (4)

29、中空玻璃 中空玻璃是用膠黏法將雙層或多層平板玻璃粘接在一起，使玻璃之間形成中空的一種特殊玻璃。由于中間充以干燥的空氣，因而具有隔音、隔熱、保溫、不結(jié)霜、不產(chǎn)生凝結(jié)水以及吸收紫外線的作用，在高檔客車的側(cè)窗上有著十分廣泛的應(yīng)用。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料43 (5)防水玻璃 近年來開發(fā)了一種防水汽車玻璃,這種玻璃的表面上涂覆了一層化學耐久性優(yōu)異的含氟薄膜。這種薄膜不會影響原來的顏色與光澤,有效壽命可達35年。在汽車行駛時,涂有這種薄膜的玻璃上落的水滴會在風壓的作用下迅速滾落,車內(nèi)的人像和物像不會映到擋風玻璃上而影響駕駛員的視線。 (6)特種擋風玻璃 近年來,許多高檔轎車采用熱反

30、射膜玻璃作為擋風玻璃。這種玻璃表面涂有金屬氧化物層,可以防止車內(nèi)的熱量向車外傳遞,以保持車內(nèi)的溫度。 汽車玻璃的顏色也在不斷的改進之中。早期的汽車玻璃的顏色是無色透明的,這種玻璃有良好的透光性,但直射入車內(nèi)的陽光會使車內(nèi)燥熱,并加速車內(nèi)飾件的老化。因而,在制造汽車玻璃時,加入微量元素,制成有顏色的玻璃。汽車玻璃常用的顏色有藍色、茶色、褐色等,它們降低了玻璃的透明度,但吸收了部分紫外線和紅外線,并可防止外界對車內(nèi)的窺視。當然,在玻璃上采取貼膜或鍍膜,也可以達到同樣的效果。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料44模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料45二、玻璃在汽車上的位置及車

31、用玻璃產(chǎn)品的鑒別二、玻璃在汽車上的位置及車用玻璃產(chǎn)品的鑒別1.玻璃在汽車上的位置玻璃在汽車上的位置玻璃在汽車上的位置如圖634所示。圖634 玻璃在汽車上的位置模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料46 2.車用玻璃產(chǎn)品的鑒別車用玻璃產(chǎn)品的鑒別 汽車玻璃上一般都有一些標志,有的只一個,有的則有好幾個,不同的標志代表不同的含義,看懂這些標志便能鑒別玻璃的質(zhì)量。一般來講,國產(chǎn)汽車玻璃上的標志可分為四大類:國家安全認證標志、國外認證標志、汽車生產(chǎn)廠標志、玻璃生產(chǎn)企業(yè)標志。 (1)國家安全認證標志 汽車用安全玻璃屬國家強制認證產(chǎn)品,所以汽車上的每塊玻璃都應(yīng)有國家安全認證標志,也就是俗稱的“方圓

32、標志”,這是汽車玻璃上最常見也是最重要的標志。 (2)國外認證標志 如美國的DOT標志、歐洲ECE的E標志等,表示該產(chǎn)品也經(jīng)過了這些國外認證機構(gòu)的認證許可,并可以向國外出口。當然,有的企業(yè)獲得國外認證僅僅是為說明其產(chǎn)品的質(zhì)量具有“國標水準”。 (3)汽車生產(chǎn)廠標志 玻璃生產(chǎn)廠會應(yīng)汽車生產(chǎn)廠的要求在玻璃上印制該汽車生產(chǎn)廠家的標識,如商標、公司名稱等。 (4)玻璃生產(chǎn)企業(yè)標志 玻璃生產(chǎn)企業(yè)會在自己生產(chǎn)的玻璃上印制商標或公司簡稱,這是最自然的事。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料47 應(yīng)用案例：一重物從高樓墜落,砸在樓下的汽車擋風玻璃上(見圖635),嚴重影響汽車的行駛安全和車輛的美觀。

33、更換汽車擋風玻璃,車主要求使用安全性能更好的擋風玻璃,維修人員要怎樣選擇呢?圖635 汽車前擋風玻璃損壞 1.案例分析案例分析 要選用適合車主需要的汽車擋風玻璃,首先要知道車主原來使用的擋風玻璃是屬于何種型號的汽車玻璃,然后根據(jù)常用汽車玻璃的種類、特點進行選擇。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料48 2.汽車擋風玻璃的選配汽車擋風玻璃的選配 根據(jù)圖635汽車擋風玻璃破損面的特征,可以斷定原汽車擋風玻璃為鋼化玻璃。普通鋼化玻璃是不宜作前風擋的,因為它破碎時會化為一堆碎末兒,像瀑布一般瀉落,阻斷司機的視線,不利于應(yīng)急處理情況。一些中低檔汽車選用區(qū)域鋼化玻璃,由于采用了區(qū)域鋼化的原理,當

34、玻璃碎裂時,司機視野部分的玻璃會形成類似鏡片大小的碎塊,保證司機有一定的視野,防止二次事故的發(fā)生。夾層玻璃是由兩層或兩層以上玻璃膠合而成的,它之所以安全是由于在玻璃之間有一層PVB膠片(一種黏合性、柔韌性很強的高分子材料)。當玻璃碎裂時,PVB膠片會把玻璃碎片粘在一起,使玻璃碎片不致散落而傷人,并保證司機有一定的視野來處理緊急情況。另外, 加入PVB膠片后的夾層玻璃的柔韌性、抗穿透能力增強了,這在一定程度上能防止司機在緊急剎車時由于慣性太大而將頭部沖出車窗外。用區(qū)域鋼化玻璃作汽車的前擋風玻璃成本較低,但安全性不如夾層玻璃。防爆、防彈玻璃安全性最好,但成本過高,在卡車上很少使用,市場上也沒有相應(yīng)

35、的規(guī)格。 根據(jù)上述汽車各種擋風玻璃安全性的特點,該汽車選用相應(yīng)規(guī)格的夾層玻璃。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料49 了解車用摩擦材料的組成、性能要求及應(yīng)用。 了解車用復(fù)合材料的組成、性能要求及應(yīng)用。 了解車用陶瓷的分類、性能特點及應(yīng)用。 了解車用膠黏劑的分類、性能特點及應(yīng)用。課題四課題四 其他非金屬材料其他非金屬材料模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料50 如圖641所示，汽車上的離合器摩擦片、點火系統(tǒng)中的分電器蓋、火花塞的絕緣部分以及汽車修理中使用的膠黏劑都是非金屬制品。那么，這些非金屬制品分別是由哪些材料制成的呢? 在現(xiàn)實生活中這些材料都應(yīng)用在哪里呢?圖641 汽車

36、非金屬制品a)離合器摩擦片 b)分電器蓋 c)火花塞 d)汽車上常用的膠黏劑模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料51 一、車用摩擦材料一、車用摩擦材料 汽車用摩擦材料,主要用于汽車傳遞動力、制動減速、停車制動,是汽車消 耗性較大的材料之一,它是汽車制動系統(tǒng)與行車系統(tǒng)的重要組成部分。它主要包括汽車制動摩擦片、汽車離合器摩擦片及手制動摩擦片等。汽車摩擦材料對汽車的安全性、使用性及操縱穩(wěn)定性起著十分重要的作用。 1.車用摩擦材料的組成和性能要求車用摩擦材料的組成和性能要求 (1)車用摩擦材料的組成 汽車摩擦材料主要由增強材料、黏結(jié)材料及填充材料等組成。 1)增強材料。增強材料是摩擦材料一個

37、重要的組成部分，纖維的選用對摩擦材料的摩擦、磨損性能有著重要的影響，增強材料主要有石棉、鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、有機纖維和混雜纖維幾種。 2)黏結(jié)劑。選擇黏結(jié)劑首先要考慮熱性能，包括結(jié)構(gòu)強度高、模量低、貼合性好、分解溫度高、分解物少、分解速度慢及分解殘留物有一定的摩擦性能等。早期使用的主要是橡膠型黏結(jié)劑，橡膠因耐熱性差且磨損大,已逐漸被酚醛樹脂取代或與樹脂共混。目前，國外大都采用改性樹脂。 3)填充材料。填料是摩擦材料中不可缺少的組分，其在摩擦材料中主要起改善材料的物理與力學性能，調(diào)節(jié)摩擦性能及降低成本的作用。可分為有機、無機和金屬三種材料。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料52

38、 (2)車用摩擦材料的性能要求 用作制動摩擦片和離合器片的摩擦材料有著嚴格的性能要求。這類摩擦元件的主要功能是將動能轉(zhuǎn)變成熱量,然后將熱量吸收或散發(fā)掉,同時通過摩擦減低摩擦材料和被它貼合的部件之間的相對運動。為了達到這些目的,對汽車用摩擦材料提出以下要求。 1)有足夠高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。 2)有良好的耐磨性。 3)有較好的物理、力學性能。 4)不產(chǎn)生過重的噪聲。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料532.摩擦材料在汽車上的應(yīng)用摩擦材料在汽車上的應(yīng)用 在汽車上,摩擦材料主要用于汽車制動摩擦片、汽車離合器摩擦片、手制動摩擦片。汽車常用的摩擦片如圖642所示。a)離合器摩擦片 b)自動變速

39、器中的制動器摩擦片c)鉗式制動器摩擦片 d)鼓式制動器摩擦片圖642 汽車常用的摩擦片模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料54車用摩擦材料的性能、特點及其在汽車上的應(yīng)用見表641。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料55 二、車用復(fù)合材料二、車用復(fù)合材料 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使負荷材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。 1.車用復(fù)合材料的種類和性能特點車用復(fù)合材料的種類和性能特點 (1)車用復(fù)合材料的種類 車用復(fù)合材料按性能分為功能復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)復(fù)

40、合材料；按基體分為非金屬基復(fù)合材料和金屬基復(fù)合材料；按增強劑的種類和形狀分為顆粒復(fù)合材料、層狀復(fù)合材料、纖維增強復(fù)合材料等。目前使用最多的是纖維復(fù)合材料。 (2)復(fù)合材料性能特點 復(fù)合材料有許多優(yōu)點；復(fù)合材料比強度和比模量高,復(fù)合材料強度高、質(zhì)量輕,如碳纖維和環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合材料的比強度是鋼的7倍多,比模量是鋼的5倍多;抗疲勞性能好,大多數(shù)金屬的疲勞強度是抗拉強度的0%50%,而碳纖維增強復(fù)合材料高達70%80%；減振能力強,可避免產(chǎn)生共振而引起的早期破壞;耐高溫性能好,一般在高溫下仍保持高的強度;斷裂安全性好,增強纖維的復(fù)合材料中在每平方厘米截面上有成千上萬根纖維,即使有一部分纖維斷裂,載

41、荷也會由末斷裂的纖維承擔起來,所以斷裂安全性好；化學穩(wěn)定性好,能耐酸、堿腐蝕；還具有一些特殊性能,如隔熱性,特殊的電、磁性能等。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料56 2.復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用 (1)纖維增強塑料(FRP) FRP是汽車輕量化的最重要的材料。FRP主要由纖維(有玻璃纖維、碳纖維和陶瓷短纖維等)、樹脂(有聚丙烯塑料PP、聚乙烯塑料PVC、聚二烯塑料PE、ABS等不飽和熱塑性樹脂等)和填充料(常用中空的玻璃微球、陶瓷微球和有機物微球)三部分組成。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料57 (2)纖維增強金屬基復(fù)合材料(FRM) 利用纖維的

42、特性制造輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，F(xiàn)RM 的優(yōu)點是比強度和比剛性高。要制成同等強度的零件，可使質(zhì)量下降，耐熱性等熱學性能提高，熱傳導(dǎo)和電導(dǎo)性優(yōu)良，耐磨性提高。因而FRM 材料在汽車上用來制造活塞環(huán)、連桿、氣缸體、活塞銷等。 (3)顆粒、晶須增強金屬基復(fù)合材料 顆粒及晶須增強金屬基復(fù)合材料是目前應(yīng)用范圍最廣、開發(fā)前景最大的一種金屬基復(fù)合材料。這類復(fù)合材料的金屬基大多數(shù)是采用密度較低的鋁、鎂和鐵合金，以便提高復(fù)合材料的比強度和比模量，其中較為成熟、應(yīng)用較多的是鋁基復(fù)合材料。這類復(fù)合材料所采用的增強材料為碳化硅、碳化硼、氧化鋁顆?；蚓ы?，其中以SiC為主。顆粒、晶須增強金屬基復(fù)合材料除了用于軍事工業(yè),如制造輕

43、質(zhì)裝甲、導(dǎo)彈飛翼和直升機部件外，主要用于汽車工業(yè),如發(fā)動機氣缸活塞、噴油嘴部件、制動裝置等。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料58 在汽車修理廠,有許多維修人員對摩擦材料、復(fù)合材料、陶瓷材料了解很少。在零件選用時往往不能準確把握,甚至選擇錯誤,嚴重地影響了修理廠的聲譽。針對這種情況應(yīng)該如何處理呢? 處理上述情況的最好辦法是要求維修人員必須對摩擦材料、復(fù)合材料、陶瓷材料有一個清晰的認識,把握每種材料的種類、性能特點和在汽車上的應(yīng)用。 要求維修人員能快速地掌握這些內(nèi)容,將每種材料的種類、特點和應(yīng)用進行高度的濃縮,列出表格進行學習。復(fù)合材料、陶瓷材料的種類、性能特點及在汽車上的應(yīng)用見表6

44、43。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料59模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料60 三、車用陶瓷三、車用陶瓷 陶瓷是以天然礦物或人工合成的各種化合物為基本原料,經(jīng)粉碎、成型和高溫燒結(jié)等工序制成的一種無機非金屬固體材料。陶瓷不僅僅是指制作日用器皿的傳統(tǒng)陶瓷材料,隨著陶瓷性能的不斷改進,已發(fā)展成為除金屬材料和高分子材料以外的第三大類工程材料。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料61 1.精細陶瓷的分類及性能特點精細陶瓷的分類及性能特點 (1)精細陶瓷的分類 精細陶瓷按照性能可分為高強度陶瓷、高溫陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、壓電陶瓷、電介質(zhì)陶瓷、光學陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、

45、磁性陶瓷和衛(wèi)生陶瓷。 (2)精細陶瓷的性能 精細陶瓷在熱學方面具有耐熱、隔熱、導(dǎo)熱、集熱等特性，在力學方面具有硬質(zhì)、耐磨、高溫強度高、潤滑性、耐熱低膨脹性，在化學方面具有強的化學穩(wěn)定性、耐強酸強堿等腐蝕性、催化劑作用，在電磁學方面具有絕緣性、導(dǎo)電性、壓電性、半導(dǎo)體性、磁性、介電性、離子導(dǎo)電性、電子發(fā)射性等,另外一個特點是它的相對密度低(只相當于鋼鐵的1/2)。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料62 2.精細陶瓷在汽車上的應(yīng)用精細陶瓷在汽車上的應(yīng)用 精細陶瓷具有各種優(yōu)異的特性,應(yīng)用于汽車上，可以有效地降低車輛的質(zhì)量,提高發(fā)動機的熱效率，降低油耗，減少排氣污染，提高易損件壽命，完善汽車

46、的智能化。用氮化硅陶瓷材料制成的陶瓷纖維活塞，耐磨性好，可以有效地防止鋁合金活塞由于熱膨脹系數(shù)大而產(chǎn)生的“冷敲熱拉”現(xiàn)象。 精細陶瓷可用于制作氣門、氣門座、搖臂等零件，以充分發(fā)揮其耐熱性、耐磨性優(yōu)良的特性。日本五十鈴公司采用研究開發(fā)的發(fā)動機用氮化硅材料制成氣門,三菱公司采用陶瓷制成發(fā)動機搖臂，在使用中效果良好。 功能性精細陶瓷主要用于汽車調(diào)控系統(tǒng)的敏感元件的制作中，如稀空燃比燃燒傳感器及傳動裝置傳感器等。汽車上應(yīng)用的功能陶瓷見表644。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料63模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料64模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料65 3.陶瓷

47、在汽車上的應(yīng)用中有待解決的問題陶瓷在汽車上的應(yīng)用中有待解決的問題 特種陶瓷是處于不斷開發(fā)中的材料，但原材料的制取、材料的評價和利用技術(shù)等許多方面都有尚待解決的問題。目前，特種陶瓷在汽車上的應(yīng)用并不廣泛，其中的原因有： (1)制造工藝復(fù)雜、要求高。 (2)因特種陶瓷對原材料要求比較嚴格、工藝難以掌握，使得各批制品的性能難以保持均勻性。 (3)成本較高，可加工性差，脆性大，使用可靠性差。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料66 四、車用膠黏劑四、車用膠黏劑 膠黏劑又稱黏合劑或黏結(jié)劑，俗稱膠。它是一種將兩種材料黏結(jié)在一起的高分子材料。它是一類通過黏附作用，使同質(zhì)或異質(zhì)材料連接在一起，并在膠

48、接面上有一定強度的物質(zhì)。膠黏劑既能黏結(jié)材料，又能填補零件裂紋和孔隙缺陷等。它具有較高的黏結(jié)強度，良好的密封性、耐腐蝕性和絕緣性，并且使用簡單，成本低，因此在汽車制造和維修中得到廣泛的應(yīng)用。 1.常用膠黏劑的種類和性能特點常用膠黏劑的種類和性能特點 目前對于膠黏劑還沒有一個統(tǒng)一的分類方法。通常,將膠黏劑分為合成膠黏劑、天然膠黏劑和無機膠黏劑三大類。合成膠黏劑按照其基料的組成不同分為樹脂型膠黏劑、橡膠型膠黏劑和混合型膠黏劑。模塊六模塊六 汽車用非金屬材料汽車用非金屬材料67 (1)樹脂型膠黏劑 樹脂型膠黏劑包括熱塑性樹脂型膠黏劑和熱固性樹脂型膠黏劑兩種。 1)熱塑性樹脂膠黏劑。熱塑性樹脂膠黏劑是以線型熱塑性樹脂為基料,與溶劑