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工程塑料在汽车塑料零部件的应用

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随着汽车轻量化的趋势,汽车塑料零部件的使用越来越多。发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志,德国汽车用塑料占整体材料的15%。近年来我国汽车产业发展迅速,目前汽车年产量超过400万辆,参照国外的趋势,汽车行业年用改性塑料将在50万吨以上,其中工程塑料占了很大一部分比例,应用于汽车各种零部件。

汽车塑料零部件使用的工程塑料有哪些呢?

一、尼龙材料(PA)

尼龙主要用于汽车发动机及发动机周边部件,主要品种是GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。

1、在汽车发动机周边部件上的应用

由于发动机周边部件主要是发热和振动部件,其部件所用材料大多数是玻纤增强尼龙。这是因为尼龙具有较好的综合性能,用玻纤改性后的尼龙,主要性能得到很大的提高,如强度、制品精度、尺寸稳定性等。另外,尼龙的品种多,较易回收循环利用,价格相对便宜等,这些因素促成尼龙成为发动机周边部件的理想选择材料。进气歧管是改性尼龙材料在汽车领域中最为典型的应用,1990年德国宝马汽车公司,首先将以玻纤增强尼龙为原料制造的进气歧管应用在六汽缸发动机上。之后美国福特用玻纤增强PA66制造的进气歧管应用在V6发动机上,紧接着世界各大汽车公司纷纷跟进,改性尼龙进气歧管得到广泛的应用。


2、在汽车发动机部件上的应用

发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖等部件一般都用改性尼龙作为首选材料,与金属材质相比,以汽缸头盖为例,质量减轻50%,成本降低30%。除了发动机部件外,汽车的其他受力部件也可使用增强尼龙,如机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。



二、聚酯材料(PBT)

在汽车制造领域,PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等汽车零部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈,PA易吸水,PC的耐热性耐药性不及PBT。

在汽车用途接管方面,由于PBT的抗吸水性优于PA,将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下,由于潮湿易引起塑性降低,电器节点处容易引起腐蚀,常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。



三、聚甲醛材料(POM)

汽车行业是POM材料最大的潜在市场。POM具有质轻、硬度大、耐磨、耐蠕变、耐化学腐蚀性等优点,非常适合制造汽车用的汽车泵、汽化器部件、输油管、动力阀、万上节轴承、马达齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等,尤其是滑块等耐磨零件是改性POM的强项,这些部件对金属磨耗小,减少了润滑油用量,增强了部件的使用寿命。



四、聚碳酸酯材料(PC)

改性PC由于具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,在汽车上主要应用于外饰件和内饰件,仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件、车灯零部件等汽车零部件。


五、车用塑料零部件最新行业进展

尼龙主要用于汽车发动机及发动机周边部件,主要品种是GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。

1、索尔维发布创新热固半固化树脂系统

这种跨时代材料以ReichholdAdvalite树脂调配,提供以下市场中无与伦比的性能及优势:

60秒内快干能力,是车结构部件大规模生产的理想材料(每年15辆车)
性能达到汽车圧热固化高性能系统的标准水平
与其他快干系统相比硬度独一无二
低粘性,设计用于自动化生产
室温中储存性质稳定,免除冷库和温控运输
这种革命性的半固化树脂系统在生产中具有高灵活性,可用于高速高效生产不同汽车部件。

“SolvaLite的快干性能,加上索尔维在处理方式上的创新,使结构件的生产效率和成本达到汽车OEM企业的目标。”索尔维汽车生产线项目管理总监GeraldPerrin这样说。“在这个创新材料的开发中Reichhold是一个重要的合作伙伴,他们帮助索尔维创造了一种生产汽车组合结构件的新方式。”

Reichhold先进材料商业开发经理JohnIlkka还说“Reichhold与索尔维有合作协议,共同开发了用于调制SolvaLite730的Advalite创新树脂系统。我们为这种创新产品的上线而感到兴奋,我们相信它能让汽车业有个巨大的进步。”

2、杜邦发布轻型及高强度解决方案

杜邦一直投资于材料研发,并为不同的合作伙伴开发出令人兴奋的应用产品。宝马i8跑车就是这种投资类型的完美一例。宝马i8跑车新的谐振腔采用杜邦ZytelPLUS95G35玻璃纤维增强尼龙为原材料。这款谐振腔,由宝马集团、杜邦高性能材料公司和MANN+HUMMEL密切合作共同开发,降低了两个涡轮增压发动机的噪音,带来了更加愉快的驾驶体验。这种材料的轻质和高强度特性还利于减少燃料消耗和CO2排放。

在不降低性能的同时减少排放的需要,是这种新应用的推动力。汽车制造商正在不断寻找替代品,以应对欧盟减少温室气体排放的目标,从而导致欧洲新车市场出现重大变化。目标要求在2021年之前将车辆二氧化碳的排放量控制在95g/km以下的水准。

这些对环境政策的考虑,意味着在汽车行业有越来越多的成本效益的需求。易加工的热塑性塑料能够在车辆的整个寿命期间,可靠地承受发动机舱或汽车外部严格的要求。限制排放的方法之一是通过涡轮增压发动机——减少发动机油耗的同时保持原有的功率。然而,减少发动机尺寸的副作用是发动机中的热量增加,因此需要用于动力系统的工业元件,其在高热、苛刻化学环境中是耐用的。

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