復合材料在汽車工業中的應用
摘 要:本文概述了IVECO車復合材料應用實例和主要的材料性能。介紹了國內和國外車型復合材料的應用概況,并提出對國內復合材料發展有待解決的主要問題和設想。
1 前言
隨著科學技術的發展,具有輕質、高強度、耐腐蝕、易合成型等優點的非金屬材料越來越多的取代傳統的金屬材料在汽車上得到了應用。在汽車工業中非金屬材料有塑料、橡膠、磨擦材料、涂料、膠粘劑、復合材料、玻璃、紡織材料、密封材料、潤滑油等。其中汽車用復合材料在汽車工業中越來越得到廣泛的重視和應用,下面就IVECO車型和國內外其它車型研制、開發復合材料的狀況介紹一下,供大家了解應用前景。
2 IVECO系列車型的復合材料制品
2.1 高頂頂蓋
IVECO系列車的高頂頂蓋是該車型的一大特色,是用復合材料制做,采用膠粘劑與車身粘接在一起??梢允柜{駛車身內增加空間,乘客可以在車身內直立行走,行李架、內照明、冷、暖空調出風口的合理布置,充分體現了以人為本環境中。下面介紹材質性能對比。

因引進的的意大利產品,沒有高頂頂蓋的材質指標,為了國產化的需要,我們剖析了進口樣件,并進行了材質主要性能的對比,證明宜興市玻璃鋼總廠研制、開發的高頂頂蓋,其材質優于進口樣品,用高性能和高質量和材質制做高頂頂蓋。從而保證其強度和剛性。
為了解決意大利產品的早期發黃問題,宜興市玻璃鋼總廠與汽研所共研制了九種配方,進行了氙燈老化試驗,九組配方置于同一氙燈老化試驗箱內,以保證在同一工況條件下進行對比試驗。
試驗方法按GB9344,
試驗條件:
黑板溫度:63±3℃
相對濕度:70±5%
氙燈連續照射:每照射120分鐘周期中包括18分鐘噴水,水壓0.3~1.3kg/cm2,
水質PH值6~8
IVECO車原件經300h的ΔE全部在標準值ΔE≤3NBS以上,小為3.99;大為11.09;而宜興玻璃鋼總廠提供的九種試樣經過508h后全部在標準值以內,少為0.54,大為1.96,說明改進IVECO車高頂頂蓋材料所能選擇的配方余地較大。通過篩選試驗,可以用好的配方使用在IVECO車高頂頂蓋上,以延長老化時間。實踐證明,裝車的IVECO高頂,沒有發現早期發黃的現象。
2.2 前保險桿
IVECO前保險桿是采用S.M.C壓制成形,該保險桿是目前引進車型唯一采用S.M.C材料,重約18Kg左右,其材質主要性能應符合IVECO的標準要求,有如下指標:

除了上述2個大件采用復合材料外,在IVECO的前窗左右護板原設計是采用BMC,前大燈的燈碗也采用BMC材料。
3 國內、外其它車型采用復合材料的狀況
3.1 國內車型采用復合材料的狀況
隨著汽車工業的發展和日益競爭的需要,國內的汽車工業都相繼開發應用復合材料來制做產品,并越發得到普遍的推廣和實際應用。采用SMC模壓成型和手糊工藝成為主體的制做方法。國內汽車廠使用狀況如下:
一汽集團重型平頭前保險桿采用SMC材料;二汽集團中型平頭車的翼子板采用SMC材料;南汽集團輕型卡車的輪眉采用SMC材料,英格爾轎車的后導流板和乘用車優尼柯的前導流板采用手糊玻璃鋼材料;春蘭中型車的前導流板和吉利轎車的前、后保險桿、后導流板采用手糊玻璃鋼材料;由于復合材料具有較高的比強度、比剛度和比吸能性等優點。國內的軍工企業,近年來相繼開發成功了多種型號的玻璃纖維和芳綸纖維復合材料用于運鈔車和防暴車,此外還研制了透明防彈板和人體防彈材料,用于汽車觀察部位和駕駛員自身防護;由于汽車行業的環保意識和能源危機意識的日益加強,促使開發天然氣燃料汽車,在廣州、深圳等地已用復合材料做貯罐。近年來,國內的汽車行業與有關院、校開發研制GMT(玻纖氈增強熱塑性片材)制做汽車儀表板的骨架等部件。
國內有勢力的玻璃廠為了適應汽車工業的發展需要,相繼添置了大型壓制設備形成 SMC壓制成形的生產線。宜興市玻璃鋼總廠已建成SMC的生產線,并已批量生產汽車產品,其后繼涂裝生產線已配套建成。nbsp; 3.2 國外車型復合材料使用狀況。
進入八十年代以來,許多著名的汽車制造商投入大量人力、物力開展了復合材料技術和先進復合材料在汽車工業的應用研究,復合材料也從制造簡單的汽車非承力件進入制造承力件。進入八十年代后期,由于各國對汽車節能和環保意識的提高,要求汽車能耗低、安全可靠、機動性強、乘坐舒適、美觀等需求,并先后研制成先進復合材料驅動軸、扳簧和全復合材料車身等投入市場,產量也迅速增長。據有關材料統計報道,美國1994年汽車制造業消耗各種類型的復合材料約為4300萬噸,1995年增長4%,約為4470萬噸;熱固性復合材料SMC、BMC為主要部分,目前已實用化的SMC汽車部件375件,1996年又增加了80種,用量為11萬噸,主要復合材料部件見下表。
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另據報道,GMT片材的成本較低,加工工藝簡便,可流動模壓具有加強筋等結構復雜的汽車部件,如發動機罩、椅骨架、電池托架等,1987年西歐GMT片材產量為2.5~3萬噸/年,預計未來十五年將達到7.5萬噸/年。
綜上所述,由于復合材料應用于汽車工業是在國內引進車型國產化中不斷的應用和發展起來的,較發達我們起步較晚,尚有許多問題還有待解決。目前應先設法降低高性能纖維原材料的價格,其次是研究開發出可使產品質量更穩定、生產效率更高、成型加工費用更低的新工藝?,F在的復合材料成型不限于手糊、模壓、纏繞等,新的工藝方法如RTM、RRIM、滾動模壓SMC成型、拉擠、熱壓罐等相繼出現,大大改善了復合材料的結構、性能,提高了成型速度和制造質量,加速了 復合材料在汽車上的實用化進程。相信,隨著我國汽車工業發展的需要,將會開發出各種性能的復合材料來適應汽車工業的需求。











































