王 靜

北京威卡威汽車零部件股份有限公司

淺談汽車外飾零部件材料的選擇與應(yīng)用

王 靜

北京威卡威汽車零部件股份有限公司

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及新材料的開(kāi)發(fā)，給設(shè)計(jì)師們廣闊的想象空間，汽車裝飾形式也呈多樣化發(fā)展?，F(xiàn)代汽車外飾中中應(yīng)用材料需要滿足文化的要求，和社會(huì)發(fā)展的需求，使其呈現(xiàn)多元化發(fā)展的狀態(tài)。材料的合理選擇就變得尤為重要。合理的選擇外飾材料不僅有助于增強(qiáng)汽車的安全性能，提高汽車的使用性能，同時(shí)可以降低成本，進(jìn)一步滿足客戶需求。本文主要就汽車外飾件材料的類型選擇、加工工藝、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行分析與論述。

汽車工業(yè)；零部件；材料應(yīng)用

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，家用汽車、專用汽車、工程汽車等的應(yīng)用逐年呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。汽車的外觀造型、安全性能、使用性能、輕量化、性價(jià)比等指標(biāo)被廣泛關(guān)注。

1 保險(xiǎn)杠材料

1.1 保險(xiǎn)杠材料現(xiàn)狀

塑料由于質(zhì)輕、耐腐蝕、設(shè)計(jì)自由度大等特點(diǎn)在汽車制造中得到廣泛應(yīng)用。目前汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)的汽車塑料用量已達(dá)到10%～15%，有的甚至達(dá)到20%以上。按照使用數(shù)量從大到小排列，德國(guó)是PVC、PU、PP，美國(guó)是PU、PP、PE，日本是PVC、PP、PU。我國(guó)汽車塑料的應(yīng)用還比較落后，單車平均用量基本與發(fā)達(dá)國(guó)家上世紀(jì)90年代水平相當(dāng)，約為100～130kg/輛。我國(guó)汽車用塑料的品種按用量排列依次為PP、PVC、PU、不飽和樹(shù)脂、ABS、PF、PE、PA、PC和復(fù)合材料，其中主要以PP(聚丙烯Polypropylene)為主，約占所用塑料總質(zhì)量的28%，其中80%以上用于保險(xiǎn)杠生產(chǎn)。這不僅因?yàn)镻P成本低，更由于輕量化、可循環(huán)再用等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使PP成為汽車保險(xiǎn)杠材料的主流。

1.2 保險(xiǎn)杠材料的特點(diǎn)

保險(xiǎn)杠材料選擇的原則由于保險(xiǎn)杠是重要的外觀零件，一般采用噴涂處理，長(zhǎng)期受到風(fēng)吹、日曬、雨淋。在碰撞時(shí)，首當(dāng)其沖，工況惡劣，所以其材料有以下要求：

1)良好的抗沖擊性能。碰撞時(shí)有良好的彈性，為乘客提供保護(hù)。

2)良好的耐候性。防止在高溫暴曬下變形、老化等。

3)良好的油漆附著能力。保證油漆不脫落、變色。

4)良好的流動(dòng)性。滿足注塑加工工藝的要求。

5)良好的加工性能。便于注塑模具設(shè)計(jì)。

6)價(jià)格相對(duì)低廉。保險(xiǎn)杠材料用量大，可以有效降低使用成本。

1.3 保險(xiǎn)杠常用材料的性能

根據(jù)以上材料的選擇原則，PP類材料無(wú)疑成為性價(jià)比最優(yōu)的選擇，聚丙烯PP是由丙烯聚合而成的非極性結(jié)晶型塑料。2010年，我國(guó)汽車PP消費(fèi)量超過(guò)50萬(wàn)噸，聚丙烯的形式主要有無(wú)規(guī)、間規(guī)、等規(guī)和立體嵌段四種。大多數(shù)工業(yè)聚丙烯為等規(guī)物，其分子鏈上所有的甲基皆位于分子鏈一側(cè)，一般聚丙烯的等規(guī)度為90%～95%，具有高度的結(jié)晶性，屬于結(jié)晶型塑料。PP材料無(wú)毒、無(wú)味，密度小，電絕緣性能良好，力學(xué)性能好，有良好的延伸性和抗彎曲疲勞性能，對(duì)酸堿的耐受效果好，但純PP材料的耐低溫沖擊性能較差，不耐磨，易老化，所以不直接用來(lái)制造汽車保險(xiǎn)杠。實(shí)際汽車保險(xiǎn)杠制作中，多采用聚丙烯復(fù)合材料，即以PP為主材，并加入一定比例的橡膠或彈性體材料、無(wú)機(jī)填料、色母粒、助劑等經(jīng)過(guò)混煉加工而成。

2 汽車車燈材料的選擇

2.1 燈材料選擇原則

燈材料有以下要求：

1)良好的耐沖擊性能：能夠承受行駛中跳起碎石的沖擊；

2)良好的透光性：起到照明的作用；

3)良好的耐候性：防止在風(fēng)吹、日曬、雨淋等惡劣環(huán)境下變形、老化等；

4)良好的穩(wěn)定性：在長(zhǎng)期的燈光炙烤下不能變形；

5)良好的流動(dòng)性：滿足注塑加工工藝的要求；

6)良好的加工性能：便于注塑模具設(shè)計(jì)。

2.2 常用燈材料的性能

1)車燈玻璃。模具工作過(guò)程為預(yù)熱—高溫壓制—冷卻—取出玻璃成品—再預(yù)熱。玻璃料滴溫度為1000～1200℃。大多采用組合模具，要求互換性高、壓力大。燈片配光花紋部分處于模具的底部，工作狀況復(fù)雜。工作時(shí)模具垂直和水平截面各部位的溫度和應(yīng)力分布各不相同，同一部位在各瞬態(tài)的溫度和應(yīng)力也不相同，因此模具的失效形式不但包括裂紋、磨損、斷裂，還有成形、表觀、內(nèi)部質(zhì)量、形狀和尺寸等方面。根據(jù)使用特點(diǎn)，模具材料既要求有良好的綜合機(jī)械性能，又能保證在使用時(shí)物理性能穩(wěn)定、均勻一致，參考國(guó)外的材料性能和使用具體情況，由于在使用過(guò)程中模具與產(chǎn)品接觸的工作表面不允許有缺陷，氣孔≤0.05mm，毛坯的加工和機(jī)械加工過(guò)程復(fù)雜，加工費(fèi)用高，因此對(duì)毛坯的缺陷及廢品率提出了嚴(yán)格的要求，工作表面要求不進(jìn)行鍍層處理，要求材料有較高的抗氧化能力和拋光性能。為便于機(jī)加工和使用過(guò)程中再修復(fù)，車燈玻璃模具材料確定為預(yù)硬型耐熱耐腐蝕模具鋼。

2)燈具材料。生產(chǎn)燈具材料的廠家很多，種類也很多，主要有臺(tái)灣奇美PC系列耐候性PC材料、CM系列亞克力板、三菱VH系列PMMA材料、拜耳生產(chǎn)的Al系列PC材料、錦湖日麗生產(chǎn)的散光系列PC材料、普利特生產(chǎn)的PC系列材料。

3 其他材料的運(yùn)用

在未來(lái)開(kāi)發(fā)節(jié)能、環(huán)保的新車，快速改型換代，小批量投產(chǎn)方面，它將發(fā)揮重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上世紀(jì)90年代歐洲、美國(guó)每輛汽車上應(yīng)用的環(huán)玻璃鋼復(fù)合材料達(dá)到60～80kg，其基料基本是環(huán)氧樹(shù)脂，而目前我國(guó)國(guó)內(nèi)每輛汽車上應(yīng)用的玻璃鋼復(fù)合材料平均還不到10kg。汽車零部件正向著模塊化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。零部件模塊化可以大大減少零部件組裝量，有利于增強(qiáng)汽車輪廓的流線性。而玻璃鋼復(fù)合材料無(wú)疑為汽車輕量化和模塊化提供了前提條件，并逐步向結(jié)構(gòu)復(fù)雜且大型部件方向拓展，促使汽車零部件開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本的進(jìn)一步降低。

綜上所述，各種車輛的外飾應(yīng)用不僅可以修飾車身，彰顯汽車的個(gè)性，并且對(duì)提高汽車行駛穩(wěn)定性、安全性能都有很大作用。文章選用了幾項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行了闡述，希望能夠?qū)ζ囃怙椓悴考牧系陌l(fā)展有所幫助。

[1] 李光瀛. 汽車構(gòu)件與零部件新材料及其熱處理新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 金屬熱處理,2010,12：1-13.

[2] 劉道春. 汽車零部件的粉末材料技術(shù)及其發(fā)展[J]. 柴油機(jī)設(shè)計(jì)與制造,2011,01：6-12.