第二章汽车生产用工程材料

一、钢
钢是以铁和碳为基本组成元素的铁碳合金。具有 良好的使用性能和工艺性能。价格低廉，供应充足。
结构钢主要用来制造汽车结构件( 如车身、底盘) 和汽车零件( 如齿轮、连杆、轴等) 。
按其化学成分、力学性能和冶金质量等特点， 结构钢又可分为碳素结构钢、低合金高强度结构钢、 优质碳素结构钢和合金结构钢等。
②技术要求。钢板的钢的牌号、化学成分及机械性能和工 艺性能应符合表2-15的规定。
行车安全、节约能源与环境保护是当代汽车工业所面 临的三大重要课题。其中整车轻量化与零部件塑料化 是直接与节能、安全相关的最佳技术措施。
实现汽车轻量化， 除了运用先进的设计方法，使其 结构更合理与紧凑之外，更重要的是采用新型材料。
②镀熔化铝钢板。 此类钢板是在深拉深钢板的表面镀以薄层熔化铝，从而提 高钢的耐腐蚀性和易涂覆性。目前国内采用的镀铝钢板的 牌号及种类见表2-11，表中JIS系日本国家标准。
２) 汽车大梁及其他中厚板冲压件用钢板 制造汽车纵梁、横梁用低合金热轧钢板： ①尺寸、外形。 钢板尺寸应符合GB/T3273—2005。厚度允许偏差应 符合表2-14(GB/T709—2006) 。
二、型材、板材与供货状态
在汽车生产中需要采购大量的钢材，主要是指 用于锻造零件毛坯或直接切削加工成零件的型材和 用于冲压加工所用的板材。
１) 车身覆盖件用冷轧薄钢板 (１) 深拉深用冷轧铝镇静薄钢板的技术要求。 ①分类、代号。
按表面质量分为3组:
按拉深级别分为3级:
特别高级的精整表面 Ⅰ 用于冲制拉深最复杂的零件 ZF
④冲压成型性能试验方法及指标值。 ( ２) 超深冲IF冷轧钢板。 在超低碳钢中 加入足够量的Ti 和Nb，使钢中的碳、 氮原子完全被固定成碳、 氮化合物 Ti(C、N），Nb(C、N)，钢中无间隙固溶原子存在，这种 钢即称为“无间隙原子钢”，简称IF钢。 IF钢冷轧钢板具有杂质元素(Si、Mn、P和S) 含量少、屈 服点低、低屈强比、 塑性伸 长率大、硬化指数n值和厚向 异性系数r值高等优点，具有很优异的深冲性能。
( ２) 比热容。比热容是1g塑料温度升高1℃ 所需的热 量。 塑料的比热容通常是钢材的3~5倍。 (３) 导热系数. 指单位面积、单位厚度的塑料试样， 温差为1℃ 时，在单位时间内所通过的,热量，常用 W/(m·K) 作单位。 塑料的导热系数仅为钢的 1%左右， 所以是良好的隔热材料。
(４) 耐热性。 塑料的耐热性是指温度与变形之间的关系。 可以用不同的方法测定其应变-温度曲线来研究耐热性。 最常用的方法有马丁耐热法、维卡耐热法和热变形温度 试验法 3种。 (５) 玻璃化温度。通常将塑料高聚物的容积 - 温度或形 变-温度曲线中的突变点表示为玻璃化温度Tg。在Tg的前 后，塑料的许多性能如形变、比热容、硬度、密度、折 光率等均有突然性变化。当塑料的温度降至Tg时，就成 为玻璃态固体。
高级的精整表面 Ⅱ 用于冲制拉深很复杂的零件 HF
较高的精整表面 Ⅲ 用于冲制拉深复杂的零件 F
②钢的牌号及化学成分和性能。 ③表面质量分为3组。 Ⅰ组表面：正面( 表示质量好的一面) 不得有任何缺陷。反面允许有 深度不大于厚度偏差1/4的轻微麻点和轻微划痕。 Ⅱ 组表面：正面允许有小于钢板厚度公差1/2的轻微麻点、划痕和轧 辊压痕。反面允许有厚度偏差范围内不大于钢板厚度最小范围的下列 缺陷：轻微 的麻点、划痕和轧辊压痕。 Ⅲ组表面：正面允许有钢板厚度公差1/2范围内的轻微麻点、划痕及 轧辊压痕。反面允许在厚度偏差范围内但不得使钢板厚度超出允许的 最小范围内的下列缺陷：轻微的麻点、划痕和轧辊压痕。
１) 挤出成型 热塑性塑料混料后，在挤出机料筒中受到外热及机械 剪应力、摩擦热的作用而塑化熔融，再在螺杆的推进 下，熔融的物料通过滤板进入有不同型孔的挤出口 模， 而制得连续长度的各种异型材( 板、棒、管、膜等) ， 这种塑料成型方法称为挤出成型法。挤出成型属于塑 料一次加工，主要生产量大面广的各类型材。
( ３) 深拉深用的表面涂覆薄钢板。为了提高 汽车覆盖件的抗腐蚀性能，开发了镀锌冷轧板 和镀铝冷轧板。 这两种表面涂覆钢板的拉深 性能更优异，尤其适合于轿车车身覆盖件的生 产。
①镀锌钢板。 汽车用镀锌钢板有电镀锌钢板和热镀锌钢板两大类，其中电 镀锌钢板的拉深性能更好。电镀锌钢板的牌号、化学成分与 性能， 见表2-9和表2-10。
成型零部件 浇注系统 推出机构 排气系统
合模导向机构 侧向分型的抽芯机构 加热和冷却系统 支撑零部件
３) 压延成型 压延成型是采用辊筒进行连续压延( 类似轧制) 将塑料成 型为片材的加工方法。通过多个辊筒进行多道次热压延， 将经混料与塑化的物料压延成不同厚度的片材或薄膜。 经过压延辊出来的薄膜， 再经过压花辊就可得到带花纹 的薄膜。若将布料和薄膜分别导入压延辊经过热压，就 可得到人造革制品。
( ６) 熔体流动速率( 亦称熔融指数) 。熔体流动速 率MI是热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在 10min内通过标准毛细管的质量值，以g/10min表 示。MI值越大，该塑料在熔融时的流动性越好， 反之亦然。
采用成型加工才能将液态或固态的塑料制成形状一 定、规格不同、性能各异的塑料制品。最常用的塑 料成型加工方法有挤出、注塑、压延、吹成型， 塑料颗粒在注塑机料筒内塑 化熔融成流动状态后，以很高的压力和较快的速度通 过狭小的喷嘴注射到闭合的温度较低的模具中， 经过 一定时间的保压与冷却定型， 开启模具即可获得塑料 制品。这种成型方法即为注塑成型。注塑成型所用的 注射模如图2-1所示，这类模具一般由以下8个部分组 成。
一、塑料及其在汽车中的应用
塑料是以有机合成树脂为主要成分(40%~95%)，在 一定的温度和压力下能模塑成具有一定尺寸和形状 的零件，并在常温下保持该形状的一类材料的总称。
有关塑料使用和加工成型的热性能主要有以下几项： ( １) 线胀系数和成型收缩率。 线胀系数———温度升高 1℃ 时，每1cm长的塑料的 伸长量。 成型收缩率———塑料在热模中成型，脱模冷却后成 为制品， 必然有收缩之自然现象， 即制品尺寸小于 模腔尺寸，这就是成型收缩量， 以 mm/mm表示。 成型收缩量乘以100%即为成型收缩率。