汽車用非金屬材料性能及應(yīng)用剖析

汽車用非金屬材料性能及應(yīng)用概述金屬材料包括高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料。高分子材料又分為工程塑料、合成纖維、橡膠、膠粘劑、涂料。工程塑料主要指強(qiáng)度、韌性和耐磨性較好的，具有價廉、耐蝕、降噪、美觀、質(zhì)輕等特點，可用于汽車保險杠、汽的高分子材料，如尼龍、聚酯等，用于汽車座墊、安全帶、內(nèi)飾件等。橡膠具有高的彈性和粘結(jié)、密封等作用。涂料對車身的防銹、美化及商品價值有不可忽視的作用。應(yīng)力和應(yīng)變：當(dāng)材料受到外力作用，而所處的條件使它不能產(chǎn)生慣性移動時，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種變化就稱為應(yīng)變。材料發(fā)生宏觀的變形時，其內(nèi)部分子間以及分子內(nèi)各原于間的相對位置和距離就要發(fā)生變化，產(chǎn)生了原子間及分子之間的附加的內(nèi)力，反。定義單位面積上的附加內(nèi)力為應(yīng)力，顯然，其值與單位面積上所受的外力相等。彈性模量：對于理想的彈性固體，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從虎克定律，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比例常熟成為彈性模量?？梢姀椥阅Ａ渴遣牧习l(fā)生單位應(yīng)變時的應(yīng)力，它表征材料抵抗變形能力的大小，模量愈大，愈不容易變形，表示材料剛度愈大。拉伸強(qiáng)度：是在規(guī)定的試驗溫度、濕度和試驗速度下，在標(biāo)被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷，直到試樣被拉斷為止，斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘沖擊強(qiáng)度：是衡量材料韌性的一種強(qiáng)度指標(biāo)，表征材料抵抗沖擊載荷破壞的能力。通常定義為試樣受沖擊載荷而折斷時單位截面積所吸收的能量。σi＝W/(bd)硬度：是衡量材料表面抵抗機(jī)械壓力的能力的一種指標(biāo)。硬度的大小與材料的抗張強(qiáng)法和沖擊力把鋼球壓入試樣，后者則以一定形狀的硬材料為壓頭，平穩(wěn)地逐漸加荷將壓頭壓入試樣，通稱壓入法，因壓頭的形狀不同和計算方法差異又有布氏、洛氏和邵氏等名稱。布氏硬度試驗是以平穩(wěn)的裁荷將直徑D一定的硬鋼球壓入試樣表面，保持一定時問使材料充分變形，并測量壓入深度h，計算試樣表面凹痕的表面積，以單位面積上承受的載荷(公斤熔融指數(shù)：熱塑性樹脂和塑料在規(guī)定溫度、恒定負(fù)荷下，熔體在一定時間內(nèi)流過標(biāo)淮出料?？椎闹亓俊Ｈ塾|指數(shù)可作為熱塑性樹脂質(zhì)量控制和熱塑性塑料成型加工工藝條件的參W值(g)，t—切取樣條時間間隔(s)。2．主要熱塑性塑料的性能與應(yīng)用主要熱塑性塑料的性能與應(yīng)用聚丙烯塑料(PP)聚氯乙烯塑料(PVC)聚乙烯(PE)ABS樹脂(ABS)丙烯酸樹脂(PMMA)力學(xué)性能撕裂強(qiáng)度高、壓縮變形2、耐酸堿及有機(jī)溶劑便屬能耐紫外線和耐日光老化高強(qiáng)度和良好的沖擊強(qiáng)度；耐蠕變性好和疲勞強(qiáng)變脆由于添加增塑劑之類非反應(yīng)性助劑，產(chǎn)品經(jīng)過一定的使用時間之后，隨著助劑的揮發(fā)，其性能有所變化完全復(fù)原，變硬難2、耐熱性不夠理想比無機(jī)玻璃易劃傷，不耐有機(jī)溶劑環(huán)境下沖擊強(qiáng)度用于制造汽車座墊、儀表板、覆蓋件上。件以及襯板等。制箱、裝飾類、燈殼、嵌條類。燈玻璃類。強(qiáng)度差門等)、各種葉輪(水泵葉輪、電器開關(guān)及電器儀表上的小齒輪、各種手柄及門銷等。定性好；吸水性比尼龍；彈性極好性能好；尺寸穩(wěn)定性好聚甲醛(POM)聚碳酸酯(PC)3．橡膠應(yīng)用簡介ACM、AUEU等)。輪胎：載重汽車的生膠以天然橡膠為主，轎車輪胎則以合成橡膠為主。膠等材料制造。車用膠帶多用氯丁橡膠制造。車用橡膠密封件多用丙烯酸酯橡膠、硅橡膠等材料制造。門窗玻璃密封件多采用乙丙橡膠制造。三、1用非金屬材料分類(主要為塑料類)A用非金屬材料分類(主要為塑料類)聚丙烯(PP)副儀表板板體、副儀表板蓋保險杠(PP＋PE)，前燈基EPDM)、側(cè)裙護(hù)板(PP＋本體、安全帶調(diào)整滑道擋丙烯腈－丁二烯－苯乙烯(ABS)聚氨酯(PUR) (PMMA)儀表板仿桃木分(ABS/PC)、空調(diào)出風(fēng)口、下飾板(ABS/PP)、后車燈板(ABS/PA)、CAC標(biāo)牌(ABS/PC)發(fā)動機(jī)左右下托蓋、司機(jī)側(cè)帶調(diào)整滑道擋板、杯托、擋(PP＋EPDM)、側(cè)裙護(hù)板(HCPP)、扶手箱外蓋板、箱體、左右風(fēng)門、門內(nèi)護(hù)板下板體、托盤架、前后保險杠、進(jìn)氣格柵、門下裝飾條、、風(fēng)框、左右風(fēng)向葉片、門內(nèi)護(hù)板上右風(fēng)道總成(LDPE)、左右連接杠、左右腳通風(fēng)口總成門檻壓板、方向盤下護(hù)蓋、前風(fēng)擋下裝飾條、司機(jī)側(cè)腳踏板、后背門護(hù)板、門內(nèi)護(hù)板本體、裝飾條本體(PP＋EPDM)、前后保險杠(PP＋EPDM格柵(PP－EPDM)、側(cè)裙護(hù)板(PP＋EPDM)、輪罩護(hù)板裝飾板、左右揚聲器面罩總成、后(PP+EPDM)后擾流板總成、后視鏡本體總成、散熱器隔柵本體、扶手基體(PC)聚甲醛(POM)前燈燈罩，左右輪罩護(hù)板(PC/PB)聲器面罩儀表擋板本體(PC＋ABS)、左右風(fēng)框蓋、中間風(fēng)框蓋墊上下風(fēng)向葉片支架升降器搖把總成主要非金屬件總結(jié)右后輪罩擋泥板右后輪罩護(hù)板護(hù)板外飾件右前輪罩擋泥板ABSBase：ABSLensPMMAABS左右風(fēng)道LDPE左右通風(fēng)管LDPE雙風(fēng)口PP-T20SABS上下風(fēng)向葉片支架POM上下風(fēng)向葉片連接桿PEABS左右風(fēng)框蓋PC＋ABS中間左右護(hù)板箱體、箱蓋A柱左、右上護(hù)板A柱左、右下護(hù)板B柱上、下護(hù)板(左右)道擋板C柱護(hù)板(左右)膨脹箱沖擊性能等。保險杠材料的選擇是實現(xiàn)其功能的首要條件。一般采用PP+EPDM(PE)的材料，使保險杠前、后保險杠的材料選用PP+PE，其中PE使保險杠具有一定的彈性，保險杠結(jié)構(gòu)分為狀結(jié)構(gòu)，材料為GMT，強(qiáng)度很好，有很好的緩沖性能，但價格昂貴。后保險杠緩沖器也采用中空狀結(jié)構(gòu)，材料為PC+PBT，強(qiáng)度很好，但保險杠的緩沖性能相對來說不如A11。因此，在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的材料，選用不同的料厚，達(dá)到減輕重量的作用。保險杠的主要失效模式有開裂，裝配不良，于大燈干涉、設(shè)計工藝性差等。儀表板簡稱I/P(Instrumentpanel),是汽車內(nèi)飾的重要組成部分。一、材料及工藝主要優(yōu)點表皮紋理清晰均勻，產(chǎn)品設(shè)計時不用考慮脫模角度，設(shè)計自由度大。1)搪塑模具的制作過程：2)搪塑的工藝流程：2、然后將模具與粉箱對合并夾緊(以防粉末露出)，模具在上，粉箱在下；3、模具和粉箱一起旋轉(zhuǎn)至粉箱在上，模具在下，粉箱里的粉末這是落在模具里，在高溫的作用下，緊貼在模具的那一層就融化并相互粘在一起，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使得模具的每個角落都有粉末，且融化并粘在一起，直至形成的表皮厚度增加至符合要求為止(一般的PVC的厚度為1.1mm)，這時粉箱在下方，剩余的粉末又回到風(fēng)箱里；3)搪塑設(shè)備的分類(按模具的加熱方式分類)1、氣加熱設(shè)備：價格最便宜。它時通過燃燒天然氣或重油產(chǎn)生的熱風(fēng)來加熱模具。它錘錘次，但設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，昂貴。3、沙加熱設(shè)備：價格適中。模具加熱是通過電加熱沙子，沙子與模具背面接觸加熱模綜合以上幾種工藝，PP注塑工藝主要應(yīng)用于低擋車，價格較便宜，工藝比較簡單，但g夾具夾持試樣詠要使試樣縱軸要求夾具內(nèi)襯墊橡膠之類的彈進(jìn)行試驗。相應(yīng)的變形。口試樣應(yīng)測量缺口處的剩余厚根抿試樣破裂所需能量選擇擺。檢查及調(diào)整試驗機(jī)零點和支點位置。沖擊強(qiáng)度按下式計算：A—試樣所消耗的功；b試樣寬度；d—試樣厚度。標(biāo)號試驗儀器GBl040—拉伸試驗機(jī)支梁沖擊試備注性(馬丁)試驗方法熱塑性塑料軟化點(維卡)試驗方法塑料彎曲負(fù)載熱變形溫度試驗方法塑料熔融指數(shù)試驗法HG2—HG2—撕裂強(qiáng)度軟化點(維卡)試驗裝置熱變形溫度試驗裝置熔融指數(shù)儀邵氏硬度計并使試樣受力方向與撕裂方向本方法是測定試樣在等速升溫度，以示耐熱性。每一試樣的變形指示器下降本方法是測定熱塑性塑料本方法是測定塑料試洋浸在一種等速升溫的合適液體傳規(guī)定值時的溫度。本方法是測定熱塑性樹脂和塑料在規(guī)定溫度、恒定負(fù)荷出料?？椎闹亓?。熔觸指數(shù)可作為熱塑性樹脂質(zhì)量控制和熱塑性塑料成型加工工藝條件的參數(shù)。本方法系測定試樣在一定負(fù)荷和標(biāo)準(zhǔn)壓印器作用下的硬試驗結(jié)果以每組試樣的算術(shù)平均值表示材料的軟化點(維卡)以兩個試樣的算術(shù)平均值表示材料的熱變形溫度值以同組試樣算術(shù)平均值表示熔融指數(shù)RZ按下式計算：RZ＝600W/t(g/10min)式中W—切取樣條重量的試驗結(jié)果以所有測定位的算術(shù)平均值和最大最小值表示tt常用試驗方法硫化橡膠和熱塑性橡膠拉伸性能的硫化橡膠邵爾A硬度試硫化橡膠密硫化橡膠低溫脆性的測定硫化橡膠在常溫和高溫下的壓縮應(yīng)力松弛的測邵爾A型硬單試樣脆性橡膠壓縮應(yīng)將啞鈴狀試樣勻稱地置于上、下夾持器上，調(diào)節(jié)夾持器移動速度，錄數(shù)據(jù)試樣的每一點只準(zhǔn)測驗邊緣的距離不小于樣在水中的質(zhì)量m2蒸餾水，稱其質(zhì)量m4確定至少兩個試樣不破壞的最低溫度和至少一個試樣破壞的最準(zhǔn)備三個試樣放入夾具，壓縮到規(guī)定的壓縮備結(jié)果計算注F－試樣拉伸至斷裂過程中出W－試樣狹小平行部分的寬550－壓針未壓入試樣時(硬度該試驗品的脆性溫度00定試樣置于規(guī)定溫度的后每個試樣的壓縮力F0－試樣的初始壓縮力，即試將一組試樣整齊地夾Kp＝Z2/Z1硫化橡膠伸入試驗機(jī)的上、下夾持Kp－伸張疲勞系數(shù)；張疲勞的測調(diào)整完畢后開動Z2—伸張疲勞后拉伸性能測定定試驗機(jī)，記錄每個試樣的斷裂次數(shù)Z1－伸張疲勞前拉伸性能測定值把粘好試樣的膠輪固機(jī)，使膠輪按順時針方硫化橡膠耐阿克隆磨耗V=(g1-g2)/ρ磨性能的測V－試樣磨損體積，g；機(jī)20min取下用天平稱定g、g－試樣前后的質(zhì)量量后，再固定進(jìn)行試密地橫放在試驗機(jī)的12r=A/(bdL)r－試樣抗沖擊強(qiáng)度；使其沖擊試樣的寬面，硬質(zhì)橡膠抗A－擊斷試樣后指針?biāo)傅目虜[錘式?jīng)_擊擺錘沖擊后回彈，使擺沖擊強(qiáng)度試度，kgf.cm；試驗機(jī)錘停止擺動，并立即記驗方法b－試樣的寬度，cm；下指示值。每個試樣只d－試樣的厚度，cm；能受一次沖擊，如試樣L－支點間的距離，cm未斷，更換較大能量的擺錘。把試樣垂直地夾于夾，受50kgf的彎最后溫度即該試樣的耐熱試驗硬質(zhì)橡膠耐硬質(zhì)橡膠耐曲負(fù)荷作用5min，記結(jié)果，同一試驗樣品測三次，熱試驗方法熱試驗器下指針的起始位置，使試驗器以一定速度升溫，當(dāng)指針離開起始位置6mm時記下溫度。取算術(shù)平均值硬質(zhì)橡膠抗整試驗機(jī)的零點和所F－試樣扯斷時的最大負(fù)荷，張強(qiáng)度和扯抗張強(qiáng)度試kgf；斷伸長率的h－試樣的厚度；生斷裂時記下最大的b－試樣的寬度H＝(L2-L1)/L1橡膠大氣老化試驗方法 硫化