第一篇：汽車材料[本站推薦]

小議汽車材料

材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)，人類社會的發(fā)展伴隨著各種材料的不斷開發(fā)和利用。目前，世界上已存在的自然材料和人工材料有近百萬種，自然材料僅占1/20，其余均為人工材料。在當前社會中，絕大多數(shù)的生產(chǎn)和生活用品是采用人工材料制造的，人工材料在材料科學(xué)的發(fā)展中有著極其重要的地位。在現(xiàn)代社會里，材料、能源、信息被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱，而能源和信息的發(fā)展，在某種程度上又依賴于材料的進步。因此，材料科學(xué)的發(fā)展在現(xiàn)代工業(yè)社會中占舉足輕重的地位。本文則要重點闡述材料家族中的一員——汽車材料。

一．汽車材料的概念：

汽車材料包括了制造汽車各種零部件用的汽車工程材料，以及汽車在使用過程中使用的燃料和工業(yè)液等汽車運行材料。

二．汽車材料的具體分類：

汽車材料，按金屬性來分，可以分為金屬材料：鋼鐵、鋁鎂鈦及其合金和非金屬材料：塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等。

三．汽車材料的特點：

1、數(shù)量大：目前，全世界擁有汽車6億多量，年產(chǎn)汽車5千多萬輛。因此，汽車每年要消耗約占世界總產(chǎn)量1/4的鋼鐵、60%的橡膠、近一半的石油，30%的銅和鋁，10%的塑料。

2、品種規(guī)格多：一輛汽車多達上萬各零件，用于汽車的材料品種和規(guī)格多達4千多種。除鋼鐵、橡膠、燃油外，汽車還大量使用有色金屬、塑料、涂料、玻璃、纖維制品、電線、潤滑油脂、化學(xué)制劑、摩擦材料、紙、以及各種電氣材料和電子元件等等。

3、要求高：用于汽車的材料，要求質(zhì)量輕、強度高、剛度好、易加工、壽命常、耐腐蝕、耐震動、無污染、可回收。因此，對其要求一般高于用于普通名用產(chǎn)品的材料。汽車工業(yè)的發(fā)展，對原材料產(chǎn)業(yè)起了巨大的推動作用，品種大量增加，質(zhì)量不斷提高。四．汽車材料在汽車制造中具體應(yīng)用和發(fā)展趨勢

金屬材料在汽車上的應(yīng)用：車身大部分為鋼板，底盤為鋼板和棒材，懸架彈簧用線材等，發(fā)動機本體和動力傳遞系統(tǒng)使用棒材、線才和鑄件的比例高，排氣系統(tǒng)采用不銹鋼，合金鋼比例較高。

汽車面板部件要求板材具有良好的成形性、強度、碰撞能量吸收能力、疲勞耐久度、耐腐蝕性、焊接性：行走部件要具有良好的成形性、剛性、疲勞耐久度、耐腐蝕性。

從生產(chǎn)工藝特點劃分為熱軋鋼板、冷軋鋼板和涂鍍層鋼板。

從強度角度可忽而分為：普通鋼板、低合金高強度鋼板、普通高強度鋼板、和先進高強度鋼板等。

近來汽車生產(chǎn)中鋁等輕質(zhì)材料不斷增加，但是高強度鋼，鍍鋅薄鋼板，超細晶粒鋼，不銹鋼還是占據(jù)著不可替代的地位。剛強度鋼相對普通鋼來說具有高強度、質(zhì)量輕、成本低、安全性能高等。鍍鋅薄鋼板具有良好的抗腐蝕能力、是通過冷軋鋼——加熱——冷卻至鍍鋅溫度——鍍鋅——冷卻——矯直。超細晶粒鋼具有優(yōu)良的抗疲勞性能、較高的強度以及良好的低溫韌性等優(yōu)點。不銹鋼與普通鋼相比，其高溫強度大，抗腐蝕性好，密度小，能減少車身質(zhì)量的45%，成型過程簡單，節(jié)省加工費用。

鎂合金在汽車上的應(yīng)用鎂的優(yōu)點是剛性好，質(zhì)量輕；低的融化粘滯性和良好的填住成型；可回收利用；可大規(guī)模生產(chǎn)；儲量豐富。適用于離合器外殼、引擎閥罩殼、變速箱外殼、變速箱上蓋、發(fā)動機罩蓋、方向盤、座椅支架等。1.首先是鎂合金的價格回歸到有競爭力的水平。目前鎂價格已經(jīng)處于合理區(qū)間并在2009以來保持相對穩(wěn)定。2.中國對汽車油耗的管理正趨于嚴格。國家《第三階段乘用車燃料消耗量評價方法及指標》標準即將于今年公布。據(jù)了解，第三階段標準制定的油耗限值比第二階段下降20%。到2015年，全國平均乘用車燃油消耗量將降為7L左右。與前兩個階段最大的不同是，第三階段標準不再以單一車型為評價對象，而是將汽車企業(yè)作為整體進行評價。這與美國CAFE（公司平均燃料經(jīng)濟性）法有些類似。汽車企業(yè)將會更加重視輕量化。3.新能源汽車將會是中國汽車業(yè)發(fā)展的重點，對輕量化要求更高。4.中國汽車輕量化有很大潛力：自主轎車平均比發(fā)達國家同類轎車重8%-10%，相同自重下，安全性差2-3個等級；商用車平均重10%-15%。5.2010年1-3月，中國汽車產(chǎn)量455.45萬輛，同比增長76.99%預(yù)計全年產(chǎn)量達到1500萬輛。根據(jù)規(guī)劃，2015年汽車總產(chǎn)量達到2500萬輛，摩托車產(chǎn)量達到3800萬輛。6.中國自主品牌的汽車產(chǎn)量正在逐步增加，乘用車自主品牌達到180個，2009年已經(jīng)達到乘用車總產(chǎn)量的44%。據(jù)尚輕時代調(diào)查，國內(nèi)主要的汽車企業(yè)都已經(jīng)采用鎂合金零部件，并制訂了未來擴大用鎂合金的發(fā)展計劃。

鈦合金在汽車上的應(yīng)用：鈦合金屬于新型結(jié)構(gòu)材料。具有優(yōu)異的綜合性能，密度小，比斷韌性斷強度高，抗腐蝕性能優(yōu)異，在高溫下能保持較高的強度。用于制造汽車可以減輕汽車發(fā)動機的質(zhì)量、提高汽車車速、降低平均油耗，在改善發(fā)動機性能上有很大優(yōu)勢。鈦合金是一種新型結(jié)構(gòu)及功能材料,它具有優(yōu)異的綜合性能,密度小,比強度高。鈦的密度為4.51g/cm3,介于鋁(2.7g/cm3)和鐵(7.6g/cm3)之間。鈦合金的比強度高于鋁合金和鋼,韌性也與鋼鐵相當。鈦及鈦合金抗蝕性能好,優(yōu)于不銹鋼,特別是在海洋大氣環(huán)境中抵抗氯離子的侵蝕和微氧化氣氛下耐蝕性好,鈦合金的工作溫度較寬,低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性,而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右,其耐熱性明顯高于鋁合金和鎂合金。同時具有良好的加工性、焊接性能。鈦在汽車上的用途主要分兩大類,第一類是用來減少內(nèi)燃機往復(fù)運動件的質(zhì)量(對作往復(fù)運動的內(nèi)燃機零件來講,即使減少幾克質(zhì)量都是重要的);第二類是用來減少汽車總質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計和材料特性,鈦在新一代汽車上主要分布在發(fā)動機元件和底盤部件上。在發(fā)動機系統(tǒng),鈦可制作閥門、閥簧、閥簧承座和連桿等部件;在底盤部件主要為彈簧、排氣系統(tǒng)、半軸和緊固件等。據(jù)資料介紹,除了上述所舉重點外,還有:發(fā)動機部件的搖臂、懸簧、活塞銷、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、緊固件、掛耳螺帽、車擋支架、門突入梁、制動器卡鉗活塞、銷軸栓、離合器圓板、壓力板、變速按鈕等等。降低鈦合金成本的途徑：盡管鈦及鈦合金早在上個世紀50年代就進入了汽車制造領(lǐng)域,但發(fā)展比較緩慢,其原因主要是價格因素,為了滿足汽車行業(yè)用鈦,鈦工業(yè)者在熔煉、加工,制造等方面進行了大量的工作。以滿足汽車業(yè)的需求。鈦金屬熔點高,化學(xué)性質(zhì)十分活潑,與O、H、N、C等元素有極強的化學(xué)親和力,致使純鈦提取困難。工業(yè)上普遍使用的Kroll鎂還原法生產(chǎn)海綿鈦。Kroll鎂還原法生產(chǎn)海綿鈦工藝復(fù)雜,能耗高,周期長,并且不能連續(xù)生產(chǎn),同時需用大量的金屬鎂作還原劑,生產(chǎn)成本較高。鈦合金價格高的另一個原因是合金化元素價格較高。隨著鈦冶煉技術(shù)的進步,將鈦在生產(chǎn)、加工過程中所產(chǎn)生的邊角余料、廢屑等殘料經(jīng)系列處理后作為爐料添加,實現(xiàn)循環(huán)生產(chǎn),是降低原材料成本有效方法。實踐表明,每利用1%的殘鈦,可使鈦錠生產(chǎn)成本降低0.8%。如果采用電子束冷床爐、等離子束冷床爐進行熔煉,不僅可以改善鈦錠的冶金質(zhì)量,同時可以大量使用回收爐料,有效降低鑄錠成本。

陶瓷材料：陶瓷是以粘土為主要原料以及各種天然礦物質(zhì)經(jīng)過粉碎混煉、成型和煅燒制的。汽車上使用智能陶瓷產(chǎn)品，包括功能材料、驅(qū)動系統(tǒng)與反饋系統(tǒng)相結(jié)合的智能材料系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)。有汽車減震裝置、汽車智能雨刷、汽車有源消聲陶瓷材料。汽車發(fā)動機，過去都用合金鋼制造，汽缸工作溫度只有1000℃左右，而且還要用水冷卻。汽缸的活塞銷，由于耐高溫摩擦性能較差，壓縮效率下降較快，因而成了新型汽車工業(yè)的攔路虎。1980年日本五十鈴汽車公司采用氮化硼陶瓷汽車發(fā)動機（DE），這種新型發(fā)動機的溫度可達到1300℃~1500℃，不要水冷卻，再加上它的密度只有鋼的一半（鋼為7.9，氮化硅為3.2），所以，汽車重量減輕。它不僅可節(jié)省30%的熱能，而且工作效率提高了15%~20%。陶瓷DE是在燃燒室和活塞的部分表面用比金屬更加耐熱的陶瓷材料，從而提高了零部件的耐熱性，進一步簡化了冷卻系統(tǒng)，除可減少冷卻損失，提高熱效率外，還可使DE更加緊促，使自身重量減輕。將來會出現(xiàn)副燃燒室、活塞頭、汽缸襯套、汽缸頭、增壓轉(zhuǎn)子等陶瓷部件與零件。這些部位可以采用氮化硅結(jié)合碳化硅或部分穩(wěn)定氧化鋯等特種陶瓷材料。機械強度則必須達到抗折強度為500MPa以上，熱膨脹系數(shù)≤3.5*10-6/℃。上述陶瓷材料基本上即能滿足這些要求。尤其是部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷不僅強度高達1000MPa，而且熱導(dǎo)率也比其它材料低很多。在燃氣渦輪發(fā)動機方面，家用轎車為實現(xiàn)與柴油機同量的燃燒費用，渦輪進口溫度要高達1350℃，而可以忍耐這一高溫的只有碳化硅及氮化硅陶瓷材料。目前，汽車與材料專家們都對碳化硅與氮化硅材料寄予厚望，并確認將來汽車渦輪的轉(zhuǎn)子、定子使用上述特種陶瓷材料最為理想。用陶瓷材料作結(jié)構(gòu)主體的陶瓷發(fā)動機的實用化，促進汽車的輕量化和小型化。預(yù)計2014年，陶瓷汽車發(fā)動機投入批量生產(chǎn)。陶瓷制動器，陶瓷制動器在碳纖維制動器的基礎(chǔ)上制造而成。一塊碳纖維制動碟，最初由碳纖維和樹脂構(gòu)成，它被機器壓制成型，碟片表面會有規(guī)則的小孔，背面是螺旋發(fā)散線狀的溝槽，用于散熱。壓制成型之后，趁著碟片仍有一定溫度，馬上被送入高溫爐，高溫定型。爐膛內(nèi)充滿氮氣，溫度接近1000℃，在這種情況下，所有非碳有機物都將轉(zhuǎn)化成碳，因此這道工序也叫碳化。盡管碳化工序后，爐膛的溫度繼續(xù)提升至1420℃，此時碳蝶會表現(xiàn)出強大的“親和力”，甚至能夠吸收液化的硅，當它冷卻之后，得到的硅碳化物表面，硬度甚至接近鉆石。碟片內(nèi)的碳纖維結(jié)構(gòu)使它堅固耐沖擊，而堅硬耐腐蝕的的材質(zhì)，也讓碟片極為耐磨。據(jù)測算，一副陶瓷制動碟，能用上30萬公里。在2001年奔馳SLR概念車就采用了一項當時最新的主動安全系統(tǒng)——陶瓷剎車盤。這種剎車盤不會因水浸而降低性能，而且減速非常快，即使是像SLR這樣動力巨大的車，都被它管束得服服帖帖，而且剎車過程還很均勻，絕不突然，讓人有理由相信這種新技術(shù)前景廣闊。SLR的前剎車卡鉗是名廠“布倫博”的8活塞式，同樣也是新產(chǎn)品。2001年奔馳新款敞篷SL系列跑車將率先采用質(zhì)輕而堅固的陶瓷剎車盤，奔馳計劃達到制動系列行使10萬公里以上免維護的目標。保時捷的陶瓷制動系統(tǒng)（PCCB），其制動碟表面的摩擦系數(shù)在制動初段比鑄鐵高25%，這樣在急剎車時，車子無需額外的制動輔助技術(shù)，單靠制動器便能迅速提供充足的制動力。陶瓷制動器采用6活塞的制動卡鉗，在活塞與制動片之間，裝有陶瓷隔熱體，用以防止制動時產(chǎn)生的高熱傳入液壓組件和制動液，這套剎車系統(tǒng)更可以在800℃高溫下正常工作。

塑料：塑料是一種高分子材料，主要應(yīng)用與前照面、保險杠、發(fā)動機罩、行李箱罩、頂蓋一些車身骨架構(gòu)建。有眾多優(yōu)點——質(zhì)量輕、成型容易、緩沖能力強、耐腐蝕性強、改變內(nèi)外飾。汽車工業(yè)的發(fā)展離不開汽車塑料化的進程，目前我國工程塑料自給率不足16%。據(jù)中國工程塑料協(xié)會估計，2010年自給率約為10%汽車行業(yè)是聚丙烯（PP）最大用戶。聚丙烯用于汽車工業(yè)具有較強競爭力，但因其模量和耐熱性較低，沖擊強度較差，因此不能直接用作汽車配件材料，轎車中使用的均為改性聚丙烯產(chǎn)品，其耐熱性可由80℃提高到145℃～150℃，并能承受一定時間的持續(xù)高溫。據(jù)報道，日本豐田公司推出的新一代聚丙烯HEHCPP產(chǎn)品，可作為汽車儀表板、保險杠，比以TPO（聚烯烴熱塑性彈性體）為原料的同類產(chǎn)品成本降低30%，改性聚丙烯用作汽車配件材料來源具有十分廣闊的開發(fā)前景。汽車行業(yè)證券分析師比較看好改性塑料。“改性塑料是塑料制品行業(yè)中附加值最高的一類產(chǎn)品。”國內(nèi)改性塑料行業(yè)處于起步階段，發(fā)展前景廣闊。業(yè)內(nèi)人士稱，在高端塑料制品領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的主要瓶頸在于技術(shù)水平跟不上，產(chǎn)能較小。與改性塑料相關(guān)的上市公司有普利特、金發(fā)科技（600143）等。普利特的改性塑料基本為車用。盡管今年汽車銷量增速與去年相比有所放緩，不過這不會影響到車用改性塑料的下游需求。汽車產(chǎn)量的增加和汽車輕量化發(fā)展趨勢都在刺激汽車改性塑料產(chǎn)品需求的增加。國外汽車重量的20%源于改性塑料，而國內(nèi)的比例是11%。金發(fā)科技是國內(nèi)產(chǎn)品最齊全、產(chǎn)量最大的改性塑料生產(chǎn)企業(yè)，公司的銷售收入中約40%來自家電、25%來自汽車。汽車輕量化，使包括聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、熱固性復(fù)合材料、ABS、尼龍和聚乙烯等在內(nèi)的塑材市場得以迅速放大。近兩年，車用塑料的最大品種聚丙烯，每年都在高速增長。

最后，衷心祝愿中國汽車材料能夠?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展，達成中國汽車人汽車工業(yè)強國的夢想！

第二篇：汽車（推薦）

中國汽車發(fā)展史簡表：

1956年我國正式開始生產(chǎn)汽車（長春一汽），結(jié)束了我國沒有汽車工業(yè)的歷史。

1958年上汽第一輛汽車鳳凰轎車下線。

1978年通用公司董事長湯姆斯。墨菲訪華。（大器晚成型，1997年才和上汽聯(lián)姻，進入中國。）

1979年AMC訪華，會談后，《關(guān)于北京汽車制造廠與美國汽車公司合營吉普車公司的報告》上報國務(wù)院，這是富有歷史意義的中美汽車行業(yè)合作的第一份文件。

1979年到1983年，歷經(jīng)4年半談判時間。1983年北京汽車制造廠和美國汽車公司合資經(jīng)營協(xié)議簽訂。1984年1月15日，北京吉普汽車公司正式開業(yè)。1985年，中美合資第一輛切諾基下線。

1984年8月11日，在北戴河召開中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組會議，討論汽車工業(yè)發(fā)展，主要是轎車工業(yè)發(fā)展問題。這是形成中國發(fā)展轎車戰(zhàn)略決策的重要會議，改寫了中國汽車工業(yè)的歷史。

1984年，天津汽車工業(yè)公司與日本大發(fā)汽車公司簽訂微型汽車許可證合同（兩公司的合作不是合資，而是購買技術(shù)）。后來豐田吃掉大發(fā)，一汽兼并了天汽。

1984年10月10日，上汽、中汽總公司和德國大眾簽訂合作協(xié)議，并在上海安亭舉行了開工典禮。1985年3月，上海大眾汽車公司成立。

1985年3月，廣州汽車廠、中國國際信托投資公司與法國標致汽車公司、巴黎銀行、國際金融公司合資建立廣州標致汽車有限公司。

1986年，以CKD方式引進的第一輛夏利（當時叫夏瑞特）兩廂式轎車下線。（天津）

1987年，湖北十堰，召開“中國汽車工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會”，沖破了中國不能發(fā)展轎車的禁錮，成為中國汽車工業(yè)發(fā)展史上一座分水嶺。

1987年，撤銷中國汽車工業(yè)總公司，成立中國汽車工業(yè)聯(lián)合會，陳祖濤任理事長。

1987北戴河會議，成立了國務(wù)院振興汽車工業(yè)協(xié)調(diào)小組。形成我國汽車工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)體制：國務(wù)院振興汽車工業(yè)協(xié)調(diào)小組——中國汽車工業(yè)聯(lián)合會——企業(yè)。確立了三大三小，一汽、二汽、上汽三大，北京吉普、天津大發(fā)、廣州標致三小。一汽生產(chǎn)高中級轎車，排量在2.0以上，上汽生產(chǎn)中級的桑塔納轎車，排量1.8-2.0，二汽生產(chǎn)普及型轎車，排量在1.3-1.6；三小從進口轎車散件組裝開始，逐步實施國產(chǎn)化生產(chǎn)。

1988年5月，一汽與德國大眾簽署了奧迪轎車技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。中國企業(yè)開始真正批量生產(chǎn)國際標準的高檔轎車。

1988年長安公司與日本鈴木公司就引進奧拓轎車簽訂協(xié)議，1991年開始試生產(chǎn)。1993年長安與鈴木建立合資企業(yè)。

1989年，美國熊貓汽車公司RMC與惠州達成建廠意向，在淡水鎮(zhèn)舉行了奠基。

1989年9月11日，廣州標致505SX轎車正式投產(chǎn)，實現(xiàn)了廣州人生產(chǎn)轎車的夢想。1985——1992年是廣標黃金時期。1997年10月31日，廣標終結(jié)。

1990年11月，一汽和大眾15萬輛轎車合資合同簽訂。1991年，一汽大眾公司成立，同年12月5日，第一輛捷達A2轎車下線。1992年，雪鐵龍公司與東風公司（二汽）正式簽署30年合資協(xié)議。

1992年5月，神龍汽車公司（二汽與法國雪鐵龍合資）成立，1996年投入生產(chǎn)運營。

1994年2月，《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》出臺，中國汽車工業(yè)進入新的發(fā)展時期。

1995年11月，臺灣裕隆集團與福建汽車工業(yè)集團合資成立東南汽車公司。2003年3月21日，第一輛菱帥轎車下線。

1997年，在奧迪100基礎(chǔ)上搭載克萊斯勒488發(fā)動機的“小紅旗”下線，紅旗品牌被復(fù)活。

1997年3月，上汽和通用正式簽約，在上海生產(chǎn)別克高檔轎車。1998年12月17日，第一輛別克新世紀下線。

1998年7月，廣州本田汽車有限公司正式成立，1999年3月26日，廣州雅閣轎車2.3VTi正式下線，同日，第一家廣本特約銷售店在廣州黃石路開業(yè)，也是國內(nèi)首家“四位一體”（4S）汽車銷售服務(wù)店。開業(yè)前，廣本編寫了8大本《特約銷售服務(wù)店服務(wù)手冊》，這是中國第一套現(xiàn)代汽車銷售業(yè)態(tài)的“行業(yè)標準”。廣本成了中國汽車現(xiàn)代銷售模式的“開山鼻祖”。廣本自主品牌將啟用全新標志，第一款車將于2010年正式投產(chǎn)。

1998年10月，豐田以90年代新產(chǎn)品柯斯特代替舊產(chǎn)品進行合資，四川豐田有限公司建立，這是豐田在中國的第一個整車廠。

1999年底，豐田獲準在天津生產(chǎn)轎車產(chǎn)品。2000年，豐田與天汽集團合資組建天津豐田股份公司。2002年6月，一汽重組天汽，8月，豐田跨過天汽與一汽聯(lián)手。

廣州三元里的豐田售后服務(wù)中心是豐田在中國的第一個售后服務(wù)中心。2000年，北汽控股集團與北京吉普的外方股東戴-克集團續(xù)簽30年合資協(xié)議。2003年，北汽與戴-克簽署在北京生產(chǎn)奔馳轎車和中重型卡車的框架協(xié)議。2005年，奔馳中國制造正式開始。

2001年4月，長安福特汽車公司在重慶成立。2002年5月，現(xiàn)代與北汽簽訂合同，10月18日北京現(xiàn)代汽車有限公司成立，12月23日第一輛車下線，2003年2月即開始盈利。

2002年9月，東風和日產(chǎn)簽署了合同，成立了東風日產(chǎn)公司。

2002年10月，東風汽車公司與PSA集團擴大合作的合資合同簽訂。標致重返中國。

2003年福建汽車工業(yè)集團與戴-克（奔馳公司）達成合資合作。

2003年，東風日產(chǎn)公司成立，花都成為其轎車生產(chǎn)基地，生產(chǎn)藍鳥。2003年9月9日，豐田與一汽合資的霸道越野車下線。

2006年4月，馬自達參股長安福特，企業(yè)更名為長安福特馬自達公司。2009年我國汽車銷量達1360萬輛，超過了美國。※ 外國汽車公司在中國投資發(fā)展的三個階段：

第一個時期（20世紀80年代到90年代初期），外資前期試探性合作。第二個時期（20世紀90年代中后期），外資積極進取階段。第三個時期（1998年以后），全面開放階段。

※ 汽車人物： 鄧小平，最早批示“合資經(jīng)營可以辦”

李嵐清

朱镕基 1986年拯救了北京吉普

饒斌（一機部副部長，汽車局局長），新中國汽車工業(yè)創(chuàng)始人。曾任長春第一汽車制造廠首任廠長。

陳祖濤（中國汽車工業(yè)公司總工程師）

湯姆斯。墨菲（通用公司董事長），1978年訪華，在中國首次提出了“合資經(jīng)營joint venture”

卡爾。哈恩（德國大眾第7任董事長，1982）耿昭杰（一汽廠長）陳清泰（二汽廠長）

陸吉安 上海汽車工業(yè)總公司總裁，上海大眾汽車公司董事長 苗圩 東風公司總經(jīng)理 神龍公司董事長，現(xiàn)為工信部副部長。蔣濤，桑塔納之父。曾任上海汽車拖拉機聯(lián)營公司董事長。方宏，桑塔納之心 尹家緒 長安 李書福 吉利 尹同耀 奇瑞 王傳福 比亞迪

※ 各國汽車公司： 美國四大：

通用、福特、克萊斯勒、AMC（美國汽車公司）

AMC ：20世紀80年代美國第四大汽車公司，主要生產(chǎn)吉普車。1984年推出改進型切諾基（切諾基品牌誕生于1974年，切諾基一詞取自美洲印第安部族切諾基土著人），獲得極大成功，SUV這個概念由此誕生。1980年，雷諾公司成為AMC主要控股人。法國：

PSA集團（標致-雪鐵龍）-1976標致收購雪鐵龍60%的股份。雷諾 德國：

奧迪，1965年被大眾收購。日本：

豐田： 豐田TOYOTA、雷克薩斯（凌志）LUXUS、阿爾法ALPHINE 日產(chǎn)： 日產(chǎn)NISSAN、達勝DATSUN、無限INFINITI、總統(tǒng)President 三菱：三菱Mitsubishi、扶桑FUSO

本田： 本田HONDA、阿庫拉ACCURA、斯巴魯SUBARU 鈴木： 鈴木SUZUKI 馬自達：馬自達Mazda 五十鈴：五十鈴ISUZU 中國：

中國第一汽車集團公司簡稱中國一汽或一汽，總部位于吉林省長春市，前身是第一汽車制造廠。一汽1953年奠基興建，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，一汽已經(jīng)成為國內(nèi)最大的汽車企業(yè)集團之一。

東風汽車公司始建于1969年，是中國汽車行業(yè)骨干企業(yè)之一。公司主要業(yè)務(wù)分布在十堰、襄樊、武漢、廣州四大基地，形成了“立足湖北，輻射全國，面向世界”的事業(yè)布局。公司總部設(shè)在“九省通衢”的武漢。（神龍公司：富康、愛麗舍、畢加索）

上海汽車工業(yè)（集團）總公司（簡稱“上汽集團”）是中國三大汽車集團之一，主要從事乘用車、商用車和汽車零部件的生產(chǎn)、銷售、開發(fā)、投資及相關(guān)的汽車服務(wù)貿(mào)易和金融業(yè)務(wù)。（上海汽車制造廠曾生產(chǎn)過鳳凰牌，上海牌轎車，上海牌曾風靡全國。）

重慶長安汽車股份有限公司系中國汽車工業(yè)第一陣營企業(yè)，目前擁有2家上市公司、4支股票。其悠久的歷史可追溯到洋務(wù)運動時期，起源于1862年的上海洋炮局。（長安原隸屬兵器部）

北京汽車工業(yè)控股有限責任公司（簡稱北汽控股公司）是國有獨資大型企業(yè)，擁有整車制造、零部件制造、汽車服務(wù)貿(mào)易、研發(fā)、教育和投融資等企（事）業(yè)單位，整車制造有4家企業(yè)：北汽福田汽車股份有限公司、北京現(xiàn)代汽車有限公司、北京奔馳-戴姆勒·克萊斯勒汽車有限公司、北京汽車制造廠有限公司。（北京汽車制造廠：1958年成立，主要產(chǎn)品BJ212。北京吉普：北汽與AMC合資公司，后AMC1987年與克萊斯勒公司合并，北京吉普成為北汽與克萊斯勒的合資公司。2005年，在北京吉普的基礎(chǔ)上重組北京奔馳-戴姆勒。克萊斯勒汽車有限公司，北京吉普結(jié)束了22年的歷史。）

廣汽集團，全稱廣州汽車集團股份有限公司，創(chuàng)立于2005年6月28日，由廣州汽車集團有限公司整體變更成立，是由廣州汽車工業(yè)集團有限公司、萬向集團公司、中國機械工業(yè)集團公司、廣州鋼鐵企業(yè)集團有限公司、廣州市長隆酒店有限公司作為共同發(fā)起人，以發(fā)起方式設(shè)立的大型國有控股股份制企業(yè)集團。

奇瑞汽車股份有限公司于1997年1月8日注冊成立，現(xiàn)注冊資本為36.8億元。2007年8月22日第100萬輛汽車下線，奇瑞實現(xiàn)了從“通過自主創(chuàng)新打造自主品牌”第一階段向“通過開放創(chuàng)新打造自主國際名牌”第二階段的轉(zhuǎn)變，進入全面國際化的新時期。目前，奇瑞公司已具備年產(chǎn)45萬輛整車、65萬臺發(fā)動機和40萬套變速箱的生產(chǎn)能力。奇瑞公司旗下現(xiàn)有奇瑞、、瑞麒、威麟、開瑞(圖庫 論壇)四個子品牌，產(chǎn)品覆蓋乘用車、商用車、微型車領(lǐng)域。2008年奇瑞實現(xiàn)整車銷售35.6萬輛，出口產(chǎn)品13.57萬輛，連續(xù)8年蟬聯(lián)中國自主品牌銷量冠軍，是中國最大的乘用車出口企業(yè)。

中國重型汽車集團有限公司（簡稱中國重汽集團）總部坐落于山東省濟南市，是國內(nèi)主要的重型載重汽車生產(chǎn)基地，也是我國重型汽車工業(yè)的搖籃，以開發(fā)和制造中國第一輛重型汽車（黃河 JN150）、成功引進斯太爾重型汽車生產(chǎn)項目和與沃爾沃合資生產(chǎn)項目、自主研發(fā)HOWO產(chǎn)品是目前中國重型汽車產(chǎn)銷量最大的企業(yè)而聞名。哈飛、昌河隸屬航空部，現(xiàn)為中航集團旗下產(chǎn)業(yè)。南汽集團：依維柯、名爵、菲亞特。

長豐汽車：2008年5月廣汽集團與湖南長豐集團舉行股權(quán)轉(zhuǎn)讓儀式，廣汽集團收購長豐汽車29%的股份，成為長豐汽車第一大股東，長豐集團持有21.98%的股份，為第二大股東。長豐汽車更名為廣汽長豐汽車股份有限公司。兵工總公司：長安廠、秦川廠、江南廠、江北廠

中國臺灣裕隆集團：臺灣百強民營企業(yè)，目前臺灣最大的汽車集團。※ 數(shù)字與格局：

世界汽車6+3產(chǎn)業(yè)格局：世界汽車業(yè)排名靠前的6大（通用、福特、戴姆勒－克萊斯勒、大眾、豐田、雷諾－日產(chǎn)），3小（PSA、本田、寶馬）。

中國汽車3+6產(chǎn)業(yè)格局：一汽、東風、上海三大集團加上廣州本田、重慶長安、安徽奇瑞、沈陽華晨、南京菲亞特、浙江吉利6個獨立骨干轎車企業(yè)。

中國汽車產(chǎn)業(yè)可能呈現(xiàn)出的格局是：東北主要是一汽集團的地盤，華東是上汽集團的勢力范圍，長安集團立足西部，東風集團固守中部，而廣汽集團則獨霸南方，北汽集團在華北立足，奇瑞汽車、吉利和比亞迪在中國大部分地區(qū)穿插游擊，也占據(jù)不少二三級市場的份額。※ 行業(yè)名詞：

KD（Knocked Down）：散件組裝。CKD(Complete Knocked Down)為全散件組裝。SKD(Semi-Knocked Down)則是半散件組裝，一部分總成是現(xiàn)成的。而更有甚者 DKD(Direct Knocked Down)，幾乎就是白車身大總成，裝上4個輪子就是整車。

乘用車：是在其設(shè)計和技術(shù)特性上主要用于載運乘客及其隨身行李和/或臨時物品的汽車，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過9個座位。它也可以牽引一輛掛車。乘用車涵蓋了轎車、微型客車以及不超過9座的輕型客車。乘用車下細分為基本型乘用車（轎車）、多功能車（MPV）、運動型多用途車（SUV）、專用乘用車和交叉型乘用車。

商用車：是除乘用車以外，主要用于運載人員、貨物、及牽引掛車的汽車；所有的商用車又分為客車和貨車兩大類，包含了所有的載貨汽車和9座以上的客車。分為客車、貨車、半掛牽引車、客車非完整車輛和貨車非完整車輛，共五類。四大工藝：沖壓、焊裝、涂裝、總裝

國家產(chǎn)業(yè)政策：三步走，從零部件、發(fā)動機再到整車。

國際傳統(tǒng)觀念：一個汽車廠年產(chǎn)量最少要達到15萬輛以上才能實現(xiàn)盈虧平衡。產(chǎn)品開發(fā)能力：造型能力，平臺開發(fā)能力

汽車工業(yè)基本特征：規(guī)劃的長期性、規(guī)模的合理性、戰(zhàn)略的全球性、上下游產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)性

第三篇：汽車材料

汽車材料與金屬加工

課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)必修課 學(xué)

時：50~80 學(xué)

分：3 考核方式：考試 課程性質(zhì)、目的與任務(wù)：

《汽車材料與金屬加工》是汽車類專業(yè)學(xué)生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程。

本課程主要介紹了在汽車制造、運用、維修過程所使用的各種材料的成分、牌號、加工方法及應(yīng)用，重點講述了金屬材料及其成型加工。

本教材內(nèi)容翔實，實用性強，可以作為高職高專院校的汽車運用工程、汽車維修與保養(yǎng)、汽車檢測與維修、汽車改裝技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)用書，也可作為汽車應(yīng)用、維修、駕修人員及技術(shù)管理人員的參考資料。

第1章

金屬材料力學(xué)性能

教學(xué)要求

1.掌握金屬材料的力學(xué)性能指標 2.了解材料試驗的原理和方法 3.掌握金屬材料沖擊韌性的概念

4.掌握材料硬度的概念和三種硬度表示方法 5.了解材料性能的表示方法

教學(xué)重點難點

利用剛度、強度、硬度和塑性等指標綜合評價材料。

課時安排

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.剛度、強度、塑性

1）拉伸試樣的形狀：拉伸實驗標準式樣橫截面的形狀有圓形、矩形和管型等幾種，大多使用圓形。

2）拉伸試樣的標距：式樣有長式樣和短式樣兩種。長式樣的標距長度有100mm和 200mm兩種，短式樣的標距長度有50mm和80mm兩種。長式樣標距100mm、短式樣標距50mm這兩種應(yīng)用最多。

3）拉伸試驗曲線：OE—彈性變形階段

ES—屈服階段

SB—均勻塑性變形階段

BK—斷裂

4）剛度：剛度主要用于表現(xiàn)金屬材料抵抗彈性變形的能力。

強度：強度主要用于表現(xiàn)金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和破壞的能力。5）屈服點：屈服點就是指材料產(chǎn)生屈服時的最小應(yīng)力。屈服強度：屈服強度表示金屬發(fā)生明顯塑性變形的抗力，它是機械設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬優(yōu)劣的重要指標。

6）抗拉強度：抗拉強度是指式樣在拉斷前所承受的最大應(yīng)力。

7）斷后伸長率：斷后伸長率是指式樣拉斷后標距的伸長量與原始標距的百分比。8）斷面收縮率：斷面收縮率是指式樣拉斷后斷口處的橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。

2.疲勞強度

1）疲勞破壞：零件、工具等即使在低于材料屈服強度的交變載荷作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后也會發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。

2）疲勞強度：疲勞強度是指金屬材料經(jīng)過無窮多次重復(fù)交變載荷作用而不發(fā)生疲勞斷裂的最大應(yīng)力。

3）提高疲勞強度的措施

A.材料方面 保證冶煉質(zhì)量，減少夾雜物和熱加工產(chǎn)生的氣孔和疏松等缺陷。

B.設(shè)計方面 盡量使零件避免尖角、缺口和截面突變，以防止應(yīng)力集中及所引起的疲勞裂紋。

C.工藝方面 降低零件表面粗糙度，并避免表面劃痕、碰傷，防止這些地方形成疲勞裂紋；采用表面強化方法，如化學(xué)熱處理、表面淬火、噴丸處理和表面圖層等，降低材料表面形成裂紋的可能性。

3.韌性

1）沖擊韌性：沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。

2）斷裂韌性： 工程零件有時在應(yīng)力低于許用應(yīng)力的情況下也會發(fā)生突然斷裂，稱為低應(yīng)力脆斷。

4.硬度

1）布氏硬度：HBS 2）洛氏硬度: HR 3）維氏硬度: HV 主要概念

1.載荷:金屬材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷

2.靜載荷:靜載荷指外力的大小和方向不變或變化很緩慢的載荷。3.沖擊載荷:沖擊載荷是指突然增加的載荷。

4.交變載荷:交變載荷是指大小和方向隨時間作周期性變化的載荷。5.剛度: 剛度主要用于表現(xiàn)金屬材料抵抗彈性變形的能力。

6.強度:強度主要用于表現(xiàn)金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和破壞的能力: 7.疲勞斷裂: 零件、工具等即使在低于材料屈服強度的交變載荷作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后也會發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。

8.沖擊韌性：

9.低應(yīng)力脆斷：工程零件有時在應(yīng)力低于許用應(yīng)力的情況下也會發(fā)生突然斷裂，稱為低應(yīng)力脆斷。

10.硬度：硬度是一個衡量材料性能的綜合物理量，對于金屬材料而言，它表示金屬材料在一個小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形、斷裂或其他物質(zhì)壓入其表面的能力。

金屬材料硬度的測定試驗

1.實驗?zāi)康?/p>

了解布氏硬度和洛氏硬度的測定方法。2.實驗內(nèi)容及步驟 1）布氏硬度的測定

布氏硬度的測定在HB-3000型布氏硬度機（見圖1-1）上進行。操作前，首先應(yīng)選定壓頭且擦拭干凈，并將其裝入主軸襯套中；然后選定載荷，加上相應(yīng)的砝碼；最后確定試驗持續(xù)的時間，把圓盤上的時間定位器（紅色指示點）轉(zhuǎn)到與持續(xù)時間相符的位置上。具體操作步驟如下：

（1）接通電源，打開指示燈。

（2）將試樣放在工作臺上，順時針轉(zhuǎn)動手輪，使壓頭壓向試樣表面直至手輪打滑為止； 按動加載按鈕，即加載開始，當達到所要求的持續(xù)時間后，圓盤轉(zhuǎn)動即自行停止，爾后自動卸載。

（3）逆時針轉(zhuǎn)動手輪降下工作臺，取下式樣用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕直徑d值，查表即得出HB值。

2）洛氏硬度的測定

洛氏硬度的測定在HR-150A型洛氏硬度機（見圖1-2）上進行，其操作順序如下：（1）選擇壓頭和載荷，并將壓頭裝入實驗機。

（2）將試樣放在式樣臺上，順時針轉(zhuǎn)動手輪，使試樣與壓頭緩慢接觸，直到表盤小指針指至“0”為止，此時已預(yù)加載荷10kg，然后將表盤大指針調(diào)至零點。

（3）按動按鈕，加主載荷。當表盤中大指針反向旋轉(zhuǎn)若干格并停止時，保持3-4秒再順時針旋轉(zhuǎn)搖柄，直到自鎖為止，即卸除主載荷。此時大指針退回若干格。指針所指的位置為洛氏硬度值，HRA、HRC讀外圈黑刻度，HRB讀內(nèi)圈紅刻度。

（4）逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，取出試樣，測試完畢。3.實驗設(shè)備器材

1）布氏硬度機及洛氏硬度機 2）讀數(shù)放大鏡

3）試樣：45#鋼（正火態(tài)，規(guī)格為Φ30×10）及T10鋼（淬火態(tài)，規(guī)格為Φ30×10）4.注意事項

1）要求試樣表面平整，兩端平行，用砂紙去氧化皮和油污 2）洛氏硬度機金剛石壓頭屬貴重物件，質(zhì)硬而脆，嚴禁碰擊 3）加載時細心操作，以免損壞機件 4）遇故障及時報告指導(dǎo)教師

圖1-1 HB-3000型洛氏硬度試驗機結(jié)構(gòu)圖

1-指示燈；2-壓頭；3-工作臺；4-立柱；5-絲杠；6-手輪；7-載荷砝碼；

8-壓緊螺釘；9-時間定位器（圓盤）；10-加載按鈕

圖1-2 HR-150A型洛氏硬度試驗機結(jié)構(gòu)圖

1-支點；2-指示器；3-壓頭；4-試樣；5-試樣臺；6-螺桿；7-手輪；8-彈簧；9-按鈕；10-杠桿； 11-縱桿；12-重錘；13-齒桿；14-油壓緩沖器；15-插銷；16-轉(zhuǎn)盤；17-小齒輪；18-傘齒輪

第2章

剛體材料及其在汽車上的應(yīng)用

教學(xué)要求

1.掌握金屬的結(jié)晶過程，了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)

2.熟悉鐵碳合金的基本相和組織，理解鐵碳合金相圖的含義 3.熟悉常用碳素鋼的性能、牌號和用途

4.掌握熱處理工藝的原理，以及各種熱處理的工藝過程和用途

5.了解合金元素在鋼中的主要作用，熟悉合金鋼的性能、牌號和用途 6.了解粉末冶金工藝、特點及其應(yīng)用

教學(xué)重點難點

金屬晶格結(jié)構(gòu)、組織和特點，常用金屬材料的性能及其用途。

課時分配

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

1）晶體及其特點：

2）晶體的結(jié)構(gòu)

3）面心立方晶格

4）體心立方晶格

5）密排六方晶格

6）點缺陷

7）線缺陷

8）面缺陷

9）合金

10）組元

11）合金系

12）相

13）組織

14）固溶體

15）金屬化合物

16）結(jié)晶

17）金屬的結(jié)晶過程

2.鐵碳合金

1）鐵素體

2）奧氏體

3）滲碳體

4）珠光體

5）萊氏體

6）鐵碳合金相圖

7）鐵碳合金相圖的應(yīng)用

3.碳素鋼

1）碳素鋼的組成元素（硅、錳、硫、磷及其他元素）2）碳素鋼的分類

3）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

4）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

5）碳素工具鋼

6）鑄造碳素鋼 4.剛的熱處理

1）鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變

2）珠光體轉(zhuǎn)變

3）貝氏體轉(zhuǎn)變

4）馬氏體轉(zhuǎn)變

5）過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變

6）鋼的退火

7）鋼的正火

8）退后與正火的選用

9）淬火溫度確定

10）保溫時間的確定

11）淬火冷卻介質(zhì)

12）常用的催后方法

13）鋼的淬透性及淬硬性

14）淬火缺陷及其預(yù)防措施

15）淬火鋼回火的目的16）回火種類及應(yīng)用

17）淬火鋼回火時的力學(xué)性能變化

18）鋼的表面淬火

19）化學(xué)熱處理

20）真空熱處理

21）形變熱處理

22）表面氣象沉積 5.鑄鐵

1）鑄鐵中石墨的作用

2）鑄鐵的石墨化

3）影響鑄鐵石墨化的因素

4）灰鑄鐵的成分

5）灰鑄鐵的牌號及用途

6）灰鑄鐵的熱處理

7）球墨鑄鐵的成分

8）球墨鑄鐵的牌號及用途

9）球墨鑄鐵的熱處理

10）可鍛鑄鐵的成分

11）可鍛鑄鐵的牌號及用途

12）可鍛鑄鐵的熱處理

13）蠕墨鑄鐵的組織特征

14）蠕墨鑄鐵的性能特點

15）蠕墨鑄鐵的牌號、力學(xué)性能和應(yīng)用 16）蠕墨鑄鐵的熱處理

17）耐磨合金鑄鐵

18）耐熱合金鑄鐵

19）耐蝕合金鑄鐵 6.粉末鑄鐵

1）粉料制備

2）壓制成型

3）燒結(jié)

4）后處理

5）粉末冶金的工藝特點

6）硬質(zhì)合金

7）粉末冶金減磨材料

主要概念

1.鐵碳合金 2.鐵碳合金相圖 3.退火 4.正火 5.淬火

6.鋼的淬透性 7.回火

8.化學(xué)熱處理 9.形變熱處理 10.鑄鐵 11.球墨鑄鐵 12.可鍛鑄鐵 13.合金鑄鐵

鐵碳合金平衡組織觀察試驗

1.實驗?zāi)康?/p>

1）了解金相顯微鏡的基本原理、金相試樣的制備原理，掌握常用顯微鏡的使用方法 2）研究和了解鐵碳合金（碳鋼及白口鑄鐵）在平衡狀態(tài)下的顯微組織

3）分析成分（含碳量）對鐵碳合金顯微組織的影響，從而加深理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系

2.概述

鐵碳合金的顯微組織是研究和分析鋼鐵材料性能的基礎(chǔ)，所謂平衡狀態(tài)的顯微組織是指合金在極為緩慢的冷卻條件下（如退火狀態(tài)，即接近平衡狀態(tài)）所得到的組織。我們可根據(jù)Fe-Fe3C相圖來分析鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織，如圖2-1所示。

圖2-1 按組織分區(qū)的Fe-Fe3C相圖

鐵碳合金的平衡組織主要是指碳鋼和白口鑄鐵組織，其中碳鋼是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬材料，它們的性能與其顯微組織密切有關(guān)。此外，對碳鋼和白口鑄鐵顯微組織的觀察和分析，有助于加深對Fe-Fe3C相圖的理解。

從Fe-Fe3C相圖上可以看出，所有碳鋼和白口鑄鐵的室溫組織均由鐵素體（F）和滲碳體（Fe3C）這兩個基本相所組成。但是由于含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量、析出條件以及分布情況均有所不同，因而呈現(xiàn)各種不同的組織形態(tài)。

用浸蝕劑顯露的碳鋼和白口鑄鐵，在金相顯微鏡下具有下面幾種基本組織組成物。（1）鐵素體（F）是碳在α-Fe中的固溶體。鐵素體為體心立方晶體，具有磁性及良好塑性，硬度較低。用3~4%硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)明亮的等軸晶粒；亞共析鋼中鐵素體呈塊狀分布；當含碳量接近于共析成分，鐵素體呈斷的網(wǎng)狀分布于珠光體周圍。

(2)滲碳體（Fe3C）是鐵與碳形成的一種化合物，其碳含量為6.69%，質(zhì)硬而脆，耐腐蝕性強，經(jīng)3~4%硝酸酒精溶液浸蝕后，滲碳體呈亮白色，若用苦酸鈉溶液浸蝕，則滲碳體能被染成暗黑色或棕紅色，而鐵素體乃為白色，由此可區(qū)別鐵素體與滲碳體。按照成分和形成條件的不同，滲碳體可以呈現(xiàn)不同的形態(tài)：一次滲碳體（初生相）是直接由液體中析出的，故在白口鑄鐵中呈粗大的條片狀；二次滲碳體（次生相）是從奧氏體中析出的，往往呈網(wǎng)絡(luò)狀沿奧氏體晶界分布；三次滲碳體是由鐵素體中析出的，通常呈不連續(xù)薄片狀存在于鐵素體晶界處，數(shù)量極微，可忽略不計。

（3）珠光體（P）是鐵素體和滲碳體的機械混合物，是一般退火處理情況下是由鐵素體與滲碳體互混交替排列形成的層片狀組織。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后，在不同放大倍數(shù)的顯微鏡下可以看到具有不同特征的珠光體組織。在高倍放大時能清楚地看到珠光體中平行相間的寬條鐵素體和細條滲碳體；當放大倍數(shù)較低時，由于顯微鏡的鑒別能力小于滲碳體片厚度，這時珠光體中的滲碳體就只能看到是一條黑線，當組織較細而放大倍數(shù)較低時，珠光體的片層就不能分辨，而呈黑色。高碳工具鋼（過共析鋼）經(jīng)球化退火處理后還可獲得球狀珠光體。

（4）萊氏體（Ld/）是在室溫時珠光體及二次滲碳體所組成的機械混合物。含碳量為4.3%的共晶白口鑄鐵在1148℃時形成由奧氏體和滲碳體組成的共晶體，其中奧氏體冷卻時析出二次滲碳體，并在727℃以下分解為珠光體。萊氏體的顯微組織特征是在亮白色的滲碳體基底上相同地分布著暗黑色斑點及細條狀的珠光體。二次滲碳體和共晶滲碳體連在一起，從形態(tài)上難以區(qū)分。

3.鐵碳合金分類 根據(jù)組織特點及碳含量的不同，鐵碳合金可分為工業(yè)純鐵、碳素鋼和鑄鐵三大類。1）工業(yè)純鐵

純鐵在室溫下具有單相鐵素體組織。含碳量<0.02%的鐵碳合金通常稱為工業(yè)純鐵，它為兩相組織，即由鐵素體和少量三次滲碳體組成。，如圖2-2所示為工業(yè)純鐵的顯微組織，其中黑色線條是鐵素體的晶界，而亮白色基底則是鐵素體的不規(guī)則等軸晶粒，在某些晶界體可以看到不連續(xù)的薄片狀三次滲碳體。

圖2-2 工業(yè)純鐵的顯微組織

2）碳素鋼

（1）亞共析鋼。亞共析鋼的含碳量在0.0218%～0.77%范圍內(nèi)，其組織由鐵素體和珠光體所組成。隨著含碳量的增加，鐵素體的數(shù)量逐漸減少，而珠光體的數(shù)量則相應(yīng)地增多，兩者的相對量可由杠桿定律求得。例如：含碳量為0.45%的鋼（45鋼）珠光體的相對量為 P（%）=0.45/0.77×100%=56%，鐵素體的相對量為F（%）=(0.77-0.45)/0.77×100%=44%。

另外，也可通過直接在顯微鏡下觀察珠光體和鐵素體各自所占面積的百分數(shù)，近似地計算出鋼的碳含量，即碳含量≈P×0.77%，其中P為珠光體所占面積百分數(shù)。例如：在顯微鏡下觀察到有50%的面積為珠光體，50%的面積為鐵素體，則此鋼的含碳量C%=50×0.77/100=0.4%（室溫下鐵素體含碳量極微，約為0.008%，可忽略不計），即相當于40鋼。如圖2-3所示為亞共析鋼（45鋼）的顯微組織，其中亮白色為鐵素體，暗黑色為珠光體。

圖2-3 亞共析鋼（45鋼）的顯微組織

（2）共析鋼。含碳量為0.77%的碳鋼稱為共析鋼,它由單一的珠光體組成，組織如圖2-4所示。

圖2-4 共析鋼

（3）過共析鋼。含碳量超過0.77%的碳鋼稱為過共析鋼,它在室溫下的組織由珠光體和二次滲碳體組成.鋼中含碳量越多,二次滲碳體數(shù)量就越多。

如圖2-5所示為含碳量為1.2%的過共析鋼的顯微組織。組織形態(tài)為層片相間的珠光體和細小的網(wǎng)絡(luò)狀滲碳體，經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后珠光體呈暗黑色，而二次滲碳體呈白色細網(wǎng)狀，如圖所示；若采用苦味酸鈉溶液浸蝕，滲碳體就被染成黑色，而鐵素體仍保留白色。

（a）侵蝕劑：4%硝酸酒精溶液

(b)侵蝕劑：堿性苦味酸鈉溶液

圖2-5 含碳量為1.2%的過共析鋼的顯微組織

3）鑄鐵

（1）亞共晶白口鑄鐵。含碳量<4.3%的白口鑄鐵稱為亞共晶白口鑄鐵，如圖2-6所示。在室溫下亞共晶白口鑄鐵的組織為珠光、二次滲碳體和萊氏體。用硝酸酒精溶液浸蝕后在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色枝晶狀的珠光體和斑點狀萊氏體。

（2）白口鑄鐵。共晶白口鑄鐵的含碳量為4.3%，它在室溫下的組織由單一的共晶萊氏體組成。經(jīng)浸蝕后，在顯微鏡下珠光體呈暗黑色細條及斑點狀，滲碳體呈亮白色，如圖2-7所示。

（3）過共晶白口鑄鐵。含碳量大于4.3的白口鑄鐵稱為過共晶白口鑄鐵，如圖2-8所示。在室溫時的組織由一次滲碳體和萊氏體組成.用硝酸酒精溶液浸蝕后,在顯微鏡下可觀察到在暗色斑點狀的萊氏體基底上分布著亮白色粗大條片狀的一次滲碳體。

圖2-6 亞共晶白口鑄鐵顯微組織

圖2-7 共晶白口鑄鐵顯微組織

圖2-8 過共晶白口鑄鐵顯微組織

4.試驗方法

1）試驗方法及步驟

（1）本實驗中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)鐵碳合金相圖分析各類成分合金的組織形成過程中，并通過對鐵碳合金平衡組織的觀察和分析，熟悉碳鋼和鑄鐵在金相顯微鏡下的組織特征，以進一步建立成分與組織之間相互關(guān)系的概念。

（2）實驗前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)講課中的有關(guān)部分并閱讀實驗指導(dǎo)書，為實驗做好理論方面的準備。

（3）在顯微鏡下對各種試樣進行對比觀察和分析，在觀察顯微組織時，可先用低的放大倍數(shù)較全面地進行觀察，找出典型組織，然后再用高倍數(shù)放大，對典型組織部分區(qū)域進行詳細的觀察。并確定其所屬類型。

（4）繪出所觀察到的顯微組織特征圖。畫圖時應(yīng)抓組織形態(tài)的特征，并在圖中表示出來。

（5）根據(jù)顯微組織近似地確定亞共析鋼（20鋼或45鋼）中的平均含碳量。2）實驗設(shè)備及材料（1）金相顯微鏡。（2）金相圖譜。

（3）各種鐵碳合金的顯微樣品。5.實驗報告要求

（1）寫出實驗?zāi)康摹?/p>

（2）畫出所觀察樣品的顯微組織示意圖，注明合金成分、狀態(tài)、放大倍數(shù)及各組織組成物的名稱，說明其特征及形成過程。

（3）用箭頭標明相組成物和組織組成物的名稱于組織圖外。（4）根據(jù)顯微組織測定結(jié)果，計算亞共析鋼樣品之含碳量。

第3章

有色金屬及其在汽車上的應(yīng)用

教學(xué)要求

1.掌握鋁及其合金的性能特點、分類、牌號和用途 2.掌握銅及其合金的性能特點、分類、牌號和用途

3.掌握滑動軸承的工作條件及對其組織、性能的要求，滑動軸承合金的分類、牌號、性能及應(yīng)用 4.了解鈦、鎂及其合金的特點、分類及應(yīng)用

教學(xué)重點難點

銅、鋁及其合金的性能特點、分類、牌號及其用途。

課時安排

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.鋁及鋁合金

1）工業(yè)用純鋁

2）不可熱處理強化的變形鋁合金 3）可熱處理強化的變形鋁合金 4）變形鋁合金 5）鑄造鋁合金

6）鋁合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 2.銅及銅合金

1）純銅

2）普通黃銅

3）特殊黃銅

4）錫青銅

5）無錫青銅

6）白銅

3.滑動軸承合金

1）滑動軸承合金的性能要求

2）滑動軸承合金的牌號

3）錫基軸承合金

4）鉛基軸承合金

5）銅基軸承合金

6）鋁基軸承合金 4.其他有色金屬與合金

1）工業(yè)純鈦

2）鈦合金

3）工業(yè)純鎂

4）鎂合金

5）鋅及鋅合金

主要概念

1.純鋁 2.鋁合金 3.純銅 4.銅合金 5.黃銅 6.特殊黃銅 7.青銅 8.錫青銅 9.無錫青銅

第4章

非金屬材料及其在汽車上的應(yīng)用

教學(xué)目標

1.了解非金屬材料的種類

2.掌握各種非金屬材料的基本性能、組成及分類 3.熟悉各種非金屬材料在汽車上應(yīng)用 4.了解各種汽車用非金屬材料

5.掌握非金屬材料的基礎(chǔ)知識，學(xué)會恰當選材

教學(xué)重點難點

常用非金屬材料的性能、組成、分類及在汽車上的應(yīng)用。

課時分配

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.高分子材料

1）塑料的性能

2）合成樹脂

3）填料

4）增塑劑

5）穩(wěn)定劑

6）著色劑

7）潤滑劑

8）抗氧劑

9）通用塑料

10）工程塑料

11）特種塑料 12）熱塑性塑料

13）熱固性塑料

14）天然橡膠

15）合成橡膠

16）通用橡膠

17）特種橡膠

18）粘合劑的組成與選用

19）粘合劑在汽車上的應(yīng)用 2.陶瓷材料

1）普通陶瓷

2）特種陶瓷

3）陶瓷的力學(xué)性能、物理性能、電性能及化學(xué)性能

4）氧化物陶瓷

5）非氧化物陶瓷

6）陶瓷應(yīng)用與汽車傳感器

7）新型陶瓷在發(fā)動機上的應(yīng)用

8）陶瓷在制動器上的應(yīng)用

9）陶瓷在減振器上的應(yīng)用

10）陶瓷在汽車噴涂技術(shù)上的應(yīng)用

11）玻璃的性能

12）平板玻璃

13）鋼化玻璃

14）夾層玻璃

15）中空玻璃

16）防彈玻璃

17）玻璃在汽車上的應(yīng)用 3.復(fù)合材料

1）纖維增強復(fù)合材料

2）顆粒復(fù)合材料

3）層疊復(fù)合材料

4）纖維增強復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用

5）金屬基復(fù)合材料及其在汽車上的應(yīng)用

6）陶瓷基復(fù)合材料及其在汽車上的應(yīng)用 4.摩擦材料

1）金屬基摩擦材料

2）非金屬基非石棉摩擦材料

3）半金屬基摩擦材料

4）摩擦材料在汽車上的應(yīng)用

主要概念

1.高分子材料 2.橡膠 3.復(fù)合材料 4.金屬基復(fù)合材料 5.塑料 6.陶瓷 7.玻璃 8.涂料

第5章

汽車運行材料

教學(xué)要求

1.掌握汽油的主要性能指標、牌號及選用原則和方法 2.掌握輕柴油的主要性能指標、牌號及選用原則和方法 3.了解汽車其他燃料的性能指標、牌號及特點

4.掌握車用潤滑油、潤滑脂、齒輪油和冷卻液等特點、牌號和選用方法 5.了解汽車輪胎的作用、特點和分類 6.掌握輪胎的規(guī)格和選配方法

教學(xué)重點難點

車用燃料、車用潤滑材料和輪胎的性能特點、規(guī)格、及選用方法。

課時安排

10學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.車用汽油

1）汽油的蒸發(fā)性 2）餾程

3）飽和蒸氣壓 4）汽油抗爆性 5）辛烷值 6）抗爆指數(shù)

7）改善汽油抗爆性的方法 8）汽油的氧化安定性 9）汽油的腐蝕性

10）汽油的清凈性和無害性 11）車用汽油的質(zhì)量要求 12）汽油的質(zhì)量指標 13）汽油的選用原則 14）選用汽油的誤區(qū) 2.車用輕柴油

1）輕柴油的燃燒性

2）輕柴油的蒸發(fā)性

3）輕柴油的低溫流動性

4）粘度

5）輕柴油的腐蝕性

6）輕柴油的安定性

7）輕柴油的清凈性

8）車用輕柴油質(zhì)量要求

9）車用輕柴油的質(zhì)量標準和牌號

10）車用輕柴油的選用原則

11）輕柴油選用時的注意事項 3.車用替代燃料

1）醇類燃料的特點及應(yīng)用

2）天然氣燃料的特點及應(yīng)用

3）液化石油氣的特點及應(yīng)用

4）氫燃料的特點及應(yīng)用 4.車用潤滑劑

1）發(fā)動機潤滑油及其工作條件

2）對發(fā)動機潤滑油的要求

3）粘度

4）粘溫性

5）低溫操作性

6）抗氧化性

7）抗腐蝕性

8）清凈分散性

9）我國的發(fā)動機潤滑油的分類及規(guī)格

10）汽油機油的合理選用

11）柴油機油的合理選用

12）汽車齒輪油及其功用

13）汽車齒輪油的工作條件

14）極壓抗磨性

15）抗氧化安定性

16）適當?shù)恼扯?/p>

17）防腐蝕性

18）汽車齒輪油的標準與分類

19）汽車齒輪油的選用

20）汽車齒輪油使用的注意事項

21）液力傳動軸

22）潤滑脂 5.汽車特種液

1）汽車發(fā)動機冷卻液

2）汽車制動液 3）汽車空調(diào)用制冷劑

4）汽車減振器油 6.汽車輪胎

1）輪胎的功能及應(yīng)用

2）外胎

3）內(nèi)胎

4）墊帶

5）無內(nèi)胎輪胎

6）輪胎主要尺寸

7）輪胎扁平率

8）輪胎的層級

9）輪胎最高速度和速度級別符號

10）輪胎規(guī)格的表示方法

11）輪胎的胎側(cè)標記

12）輪胎的合理選用與維護

13）綠色輪胎

14）智能輪胎

15）跑氣保用輪胎

16）超輕量輪胎

17）低斷面輪胎

18）仿生輪胎

19）安心雙層輪胎

主要概念

1.汽車運行材料 2.汽油

3.汽油的蒸發(fā)性 4.汽油的抗爆性 5.汽油的氧化安定性 6.輕柴油的燃燒性 7.柴油的低溫流動性 8.柴油黏度 9.發(fā)動機潤滑油 10.潤滑脂

11.汽車空調(diào)用制冷劑

汽車柴油機排氣成分分析及測定試驗

國際上汽車柴油機排氣煙度的試驗方法和測定儀器尚未統(tǒng)一。我國現(xiàn)行的標準采用自由加速煙度和全負荷煙度試驗方法：2000年1月1日開始實施的國家標準GB3847—1999 將等效采用ECE R24.03規(guī)定的試驗方法。國外典型的汽車柴油機煙度試驗方法還有美聯(lián)邦加載煙度循環(huán)以及歐洲Ⅲ規(guī)定的ELR(European Load Response Test)循環(huán)等。

1.煙度測量儀器

常用的煙度測量儀器有透光式煙度計和濾紙式煙度計。1）透光式煙度計

透光式煙度計是根據(jù)比爾-蘭勃特（Beer-Lambert）定律制造的，其可分為全流和部分流兩種。

（1）全流透光式煙度計。該儀器測量整個排氣煙縷的不透光度，按儀器在排氣管路中的安裝位置可分為管端型（eng-of-line）和管內(nèi)型（in-line）。

管端型的一種實例是USPHS（EPA）柴油機煙度計有美國公共衛(wèi)生事業(yè)署研制；光源和光電池分別置于離排氣接管口端一定距離的排氣煙縷兩側(cè)。管內(nèi)型的一種實例是Celesco107型煙度計；光源（脈沖發(fā)光二極管）和檢測器（光電二極管）置于傳感器架中煙氣的兩側(cè)。根據(jù)比爾-蘭勃特關(guān)系式，不透光度與有效光程長度有關(guān)，因此采用全流透光式煙度計測量時應(yīng)根據(jù)柴油機排氣管的大小選擇相應(yīng)得煙度計規(guī)格。

（2）部分流透光式煙度計。這種煙度計又稱為取樣式煙度計。它測量的是連續(xù)通過氣樣管的一部分排氣的不透光度，光源和檢測器分別置于氣樣管的兩端，排氣的一部分通過取樣管進入氣樣管。氣樣管的長度是固定的，煙度讀數(shù)不受排氣管直徑的影響。為使煙度計中的氣樣壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，儀器上帶有壓力調(diào)節(jié)器；為保證氣樣管中煙氣的溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，并防止低溫時排氣中的蒸汽凝結(jié)和高溫時儀器損壞，最新的型號帶有加熱和冷卻裝置

2）濾紙式煙度計

采用取樣泵從排氣流中抽取部分容積的排氣，經(jīng)過一定規(guī)格的濾紙過濾，氣樣中的炭粒沉積在濾紙上并染黑濾紙。采用光電測量裝置測定染黑濾紙的反光強度。ISO10054標準規(guī)定，濾紙式煙度計單位采用FSN(Filter Smoke Number),標準有效過濾煙柱長度為405mm；并規(guī)定取樣濾紙?zhí)帢託鈽藴蕼囟葹?98K壓力為100kPa.波許濾紙式煙度計規(guī)定標準取樣體積為330立方厘米，有效過濾面積為8.15平方厘米；煙度單位為Rb。

我國行業(yè)標準HJ/T4—93《柴油車濾紙式煙度及技術(shù)條件》規(guī)定排氣柱有效長度標準值為405mm實際允差±4mm；對樣氣取樣溫度和壓力未作出規(guī)定。

柴油機煙度的測量還可以采用炭粒濃度直接測量法、攝影法、目測法等。

第6章

汽車美容材料

教學(xué)要求

1.能識別汽車美容材料的種類

2.了解汽車車身和內(nèi)飾美容用品的性能和作用 3.具備正確選擇、使用汽車美容用品的能力 4.了解車身美容的基本程序和護理工藝

教學(xué)重點難點

車身美容材料的特點、分類及其選用方法。

課時分配

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.汽車美容護理材料

1）車身表面清潔劑 2）車蠟 3）研磨劑 4）拋光劑 5）增光劑 6）還原劑 7）底漆 8）膩子

9）二道底漆和中涂漆 10）皮革類專業(yè)保護劑 11）化纖類專業(yè)保護劑 12）塑料類專業(yè)保護劑 13）電鍍件專業(yè)保護劑 14）玻璃專業(yè)保護劑

2.汽車美容分類及美容材料的選用 1）車身美容 2）內(nèi)飾美容 3）漆面處理 4）汽車防護 5）汽車精品 6）一般美容 7）修復(fù)美容 8）專業(yè)美容 9）不脫蠟洗車液 10）增光洗車液 11）脫蠟洗車液

12）汽車美容蠟的選用

13）汽車美容除臭殺菌材料及設(shè)備的選用 3.汽車美容護理工藝 1）洗車 2）砂光 3）細研磨 4）除蠟 5）風干

6）清洗作業(yè)的美容護理工藝 7）汽車打蠟的美容護理工藝 8）汽車漆面劃痕的美容護理工藝

主要概念

1.汽車美容 2.汽車一般美容 3.汽車修復(fù)美容 4.專業(yè)汽車美容

第7章

金屬的鑄造

教學(xué)要求

1.掌握砂型鑄造的概念、造型方法和工藝設(shè)計 2.掌握鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

3.了解幾種特種鑄造方法（失蠟、金屬型、壓力和離心等）的鑄造工藝過程 4.了解鑄造新技術(shù)及發(fā)展趨勢

教學(xué)重點難點

常用的金屬鑄造工藝特點、鑄造結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計要求。

課時安排

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.砂型鑄造

1）模樣和芯盒 2）造型材料 3）造型和制芯 4）熔煉與澆注

5）落砂、清理與檢驗 6）手工造型及其工藝特點 7）機器造型及其工藝特點 8）制芯

9）合金的流動性及充型能力 10）鑄件的凝固方式 11）鑄造合金的收縮 12）鑄造應(yīng)力

13）鑄件的常見缺陷

14）鑄件澆注位置和分型面的選擇 15）工藝參數(shù)的確定 2.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

2）合理鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求 3.特種鑄造

1）熔模鑄造（失蠟鑄造）

2）金屬型鑄造

3）壓力鑄造

4）低壓鑄造

5）離心鑄造

6）各種鑄造方法的比較

主要概念

1.鑄造 2.砂型鑄造 3.熔模鑄造 4.金屬型鑄造 5.壓力鑄造 6.離心鑄造

第8章

金屬沖壓

教學(xué)要求

1.熟悉金屬板料的一般成型方法

2.掌握金屬板料典型的成型工藝過程和特點

3.了解汽車車身件成型的方法和沖壓技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

教學(xué)重點難點

沖壓、彎曲和拉深工藝的過程分析及其應(yīng)用。

課時安排

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.沖壓

1）沖裁及其變形應(yīng)力

2）沖裁間隙 3）沖裁件的排樣 2.彎曲

1）彎曲變形的過程

2）彎曲變形的特點

3）彎曲件的回彈 3.拉伸

1）拉伸變形過程

2）拉伸過程中的應(yīng)力與應(yīng)變

3）拉裂

4）起皺

5）拉伸時板料厚度的變化

6）拉伸時的硬化現(xiàn)象

4.沖壓技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

主要概念

1.沖壓成形 2.沖裁 3.排樣 4.搭邊 5.彎曲 6.拉深

第9章

金屬焊接

教學(xué)要求

1.了解焊接的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍

2.熟悉幾種典型的焊接工藝（電弧焊、氣焊和釬焊）的特點和過程

教學(xué)重點難點

焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍和幾種典型的焊接工藝特點及焊接過程。

課時分配

4學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.焊接基礎(chǔ)概述

1）焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 2）焊接方法的選擇 3）焊接接頭的工藝設(shè)計 4）焊縫金屬 5）熔合區(qū)

6）焊接熱影響區(qū)

7）焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因

8）防止與減少焊接應(yīng)力及變形的措施 9）焊接變形的矯正方法

10）消除焊接殘余應(yīng)力的方法 2.手工電弧焊

1）焊接電弧

2）焊接過程

3）電焊條

3.其他焊接方法介紹

1）埋弧自動焊的焊接過程

2）漢斯與焊劑

3）埋弧焊工藝

4）埋弧焊的特點及應(yīng)用 5）氬弧焊

6）二氧化碳氣體保護焊

7）點焊

8）縫焊

9）對焊

10）摩擦焊

11）硬釬焊

12）軟釬焊

4.現(xiàn)代焊接技術(shù)及其在汽車上的應(yīng)用

1）等離子弧焊接與切割

2）電子束焊接

3）激光焊接

4）擴散焊接

5）焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢

6）焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

主要概念

1.焊接

2.手工電弧焊 3.點焊 4.釬焊

第10章 金屬切削加工

教學(xué)要求

1.掌握金屬切削加工的基礎(chǔ)知識

2.掌握幾種常用的金屬切削加工方法、加工工藝及其設(shè)備 3.了解幾種特種加工方法和加工原理

教學(xué)重點難點

常用的金屬加工方法（車削、鉆削、磨削等）、加工工藝及其設(shè)備。

課時安排

8學(xué)時。

教學(xué)大綱

1.金屬切削加工的基礎(chǔ)知識

1）切削運動與切削中的工件表面 2）切削用量

3）切削層參數(shù)（公稱厚度、公稱寬度及公稱橫截面積）4）金屬切削刀具 2.車削

1）車床

2）車削加工方法 3.鉆削、鏜削

1）鉆頭

2）擴孔

3）鉸孔

4）鏜床

5）鏜孔方法

6）鏜刀

4.銑、刨、插、拉加工 1）銑刀 2）銑削方式 3）刨削 4）插削 5）拉削 5.磨削

1）工件有中心支撐的外圓磨削 2）工件無中心支撐的外圓磨削 3）研磨 4）超精加工 6.特種加工

1）電火花加工

2）電解加工

3）超聲波加工

4）激光加工

主要概念

1.金屬切削加工 2.車削 3.鉆削 4.擴孔 5.鏜削 6.銑削 7.刨削 8.拉削 9.磨削

10.特種加工 11.電火花加工 12.電解加工 13.超聲波加工

車刀幾何角度測量試驗

1.實驗?zāi)康?/p>

1）熟悉車刀切削部分的構(gòu)成要素，掌握車刀靜態(tài)角度的參考平面、參考系及車刀靜態(tài)角度的定義

2）了解車刀量角臺的結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用量角臺測量車刀靜態(tài)角度 3）繪制車刀靜態(tài)角度圖，并標注出測量得到的各角度數(shù)值 4）鞏固和加深對刀具幾何角度定義的理解 2.實驗內(nèi)容

測量車刀的正交參考系、法平面及假定工作平面內(nèi)的幾何角度，并分別畫圖標注。3.實驗原理和方法 1）原理

車刀的靜態(tài)角度可以用車刀量角臺進行測量，其測量的基本原理是：按照車刀靜態(tài)角度的定義，在刀刃選定點上，用量角臺的指針平面(或側(cè)面或底面)，與構(gòu)成被測角度的面或線緊密貼合(或相平行、或相垂直)，把要測量的角度測量出來。

2）方法

（1)校準車刀量角臺的原始位置。用車刀量角臺測量車刀靜態(tài)角度之前，必須先把車刀量角臺的大指針、小指針和工作臺指針全部調(diào)整到零位，然后把車刀按圖10-2所示平放在工作臺上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角臺位置為測量車刀靜態(tài)角度的原始位置。

（2)主偏角Kr的測量。從圖1所示的原始位置起，按順時針方向轉(zhuǎn)動工作臺(工作臺平面相當于Pr)，讓主刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖2所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主偏角kr的數(shù)值。

（3）刃傾角?s的測量。測完主偏角kr之后，使大指針底面c和主刀刃緊密貼合(大指針前面a相當于Ps)，如圖3所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是刃傾角?s的數(shù)值。指針在0°左邊為+?s，指針在0°右邊為–?s處。

（4）副偏角kr的測量。參照測是主偏角kr的方法，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺，使副刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖4所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是副偏角kr的數(shù)值。

圖1 用車刀量角臺測量 車刀靜態(tài)角度的原始位置

圖2 用車刀量角臺測量車刀主偏角

圖3 用車刀量角臺測量車刀刃傾角

圖4 用車刀量角臺測量車刀副偏角

（5）前面?0的測量。前角?0的測量，必須在測量完主偏角kr的數(shù)值之后才能進行。從圖1的原始位置起，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺，使工作臺指針指到底盤上?r=90°—Kr的刻度數(shù)值處（或者從圖2所示測完主偏角kr的位置起，按逆時針方向使工作臺轉(zhuǎn)動90°），這時，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針前面a（相當于P0)，然后讓大指針底面c落在通過主刀刃上選定點的前刀面上（緊密貼合），如圖1-6所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是正交平面前角?0的數(shù)值。指針在0°右邊時為+?0，指針在0°左邊時為–?0。（6）后角?0的測量。在測完前角?0之后，向右平行移動車刀(這時定位塊可能要移到車刀的左邊，但仍要保證車刀側(cè)面與定位塊側(cè)面靠緊)，使大指針側(cè)面b和通過主刀刃上選定點的后刀面緊密貼合，如圖6所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是正交平面后面?0的數(shù)值。指針在0°的數(shù)值。指針在0°左邊為+?0，指針在0°右邊為—?0。

圖5

用車刀量角臺測量車刀前角

圖6 用車刀量角臺測量車刀后角

（7）法平面前角?n和后角?n的測量。測量車刀法平面的前角?n和后角?n，必須在測量完主偏角kr和刃傾角?s之后才能進行。

將滑體（連同小刻度盤和小指針）和彎板（連同大刻度盤和大指針）上升到適當位置，使彎板轉(zhuǎn)動一個刃傾角?s的數(shù)值，這個?s數(shù)值由固連于彎板上的小指針在小刻度盤上指示出來（逆時針方向轉(zhuǎn)動為+?s，順時針方向轉(zhuǎn)動為–?s），如圖7所示，然后再按前所述測量正交平面前角?0和后角?0的方法（見圖6和圖7），便可測量出車刀法平面前角?0和后角?0的數(shù)值。

圖7 用車刀量角臺測量車刀法平面前角和后角

4.實驗組織運行要求 以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。5.實驗器材 1）車刀量角臺

2）直頭外圓車刀、彎頭外圓車刀、偏刀、切斷刀 6.實驗步驟

1）熟悉車刀量角臺的使用 2）車刀量角臺初始位置的調(diào)整 3）按照定義分別測量車刀的幾何角度 7.思考題

（1）用車刀量角臺測量車刀正交平面前角?0和后角?0時，為什么要讓工作臺從原始位置起，逆時針方向旋轉(zhuǎn)?r=90°–Kr的角度？

（2）在什么情況下需要測量車刀法平面前角?n和后角?n?為什么用車刀量角臺測量車刀法平面前角?n和后角?n 時，小指針(即彎板)要旋轉(zhuǎn)一個刃傾角?s的數(shù)值？

（3）參照測量車刀主剖面前角?0和后角?0的方法，怎樣利用車刀量角臺測量出車刀副刀刃上的副前角?0和副后角?0。為什么車刀工作圖上不標注副前角?0？

（4）怎樣利用車刀量角測量出車刀假定工作平面、背平面參考系的前角?p(?f)和后角?p(?f)？標注出?p(?f)和后角?p(?f)有什么用處？

（5）切斷車刀有幾條刀刃？哪條是主刀刃？哪條是副刀刃？應(yīng)如何利用車刀量角臺測量切斷車切的主偏角Kr和副偏角Kr？

（6）45°彎頭車刀在車外圓和車端面時，其主、副刀刃和主、副偏角是否發(fā)生變化？為什么？

8.實驗報告

寫出實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容、實驗步驟、實驗結(jié)果（將所測量得到的結(jié)果列表記錄，按照所測角度畫出外圓車刀的工作圖，按照主剖面與法剖面刀具角度的關(guān)系式驗證所測結(jié)果的正確性），思考題的討論結(jié)果。

第四篇：汽車材料

陶瓷在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀

陳小林

09車3 *** 摘要：近年來非金屬材料在汽車上運用越來越多，其中，陶瓷材料越來越引起重視和研究，運用也越來越多，本文將介紹陶瓷在汽車上的應(yīng)用狀況！關(guān)鍵詞：

陶瓷

剎車片

傳感器

發(fā)動機

引言：陶瓷是古老而又新型的材料，通常分為傳統(tǒng)陶瓷和特種陶瓷兩大類。傳統(tǒng)陶瓷以天然硅酸鹽礦物為原料燒制而成，也叫硅酸鹽陶瓷。與之相區(qū)別，人們將近代發(fā)展起來的各種陶瓷總稱為特種陶瓷，也稱為新型陶瓷、高技術(shù)陶瓷或精細陶瓷。特種陶瓷以精制高純的化工產(chǎn)品為原料，在化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、性能和使用效能等各方面均不同于傳統(tǒng)陶瓷。特種陶瓷具有各種優(yōu)異、獨特的性能，應(yīng)用在汽車上，對減輕車輛自身質(zhì)量、提高發(fā)動機熱效率、降低油耗、減少排氣污染、提高易損件壽命、完善汽車智能性功能都具有積極意義。在汽車上很早以前就在火花塞、窗玻璃、水泵的機械式密封中使用了陶瓷。而且作為排放對策，觸媒載體、氧傳感器、爆震傳感器等功能陶瓷相繼出現(xiàn)。目前，已有許多發(fā)動機零件采用結(jié)構(gòu)陶瓷制造，不久的將來，陶瓷發(fā)動機將會出現(xiàn)。本文將介紹陶瓷在汽車剎車片、傳感器、發(fā)動機上的應(yīng)用！

1、陶瓷在汽車剎車片上的應(yīng)用：制動系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件之一，而剎車片的綜合性能直接影響到制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。汽車高速化要求越來越高，相應(yīng)對制動摩擦材料以及結(jié)構(gòu)也提出了更加苛刻的要求。目前國內(nèi)已應(yīng)用的摩擦材料中，無一能全面綜合滿足新的要求，因此導(dǎo)致一些賽車、進口車主要依靠進口來維持，這一狀況己嚴重制約了汽車的制動性能乃至我國汽車業(yè)的高速發(fā)展。因此盡快研制開發(fā)新型摩擦材料已成為摩擦材料業(yè)的當務(wù)之急。由于現(xiàn)在汽車制動系統(tǒng)主要使用的半金屬摩擦材料和無石棉摩擦材料剎車片存在噪音、振動、磨損率高、使用壽命短等問題，而可替代的碳／碳復(fù)合摩擦材料雖然性能優(yōu)異，但其成本較高，通常只是在飛機上使用。而陶瓷材料具有比重小、熔點高、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好和耐腐蝕等優(yōu)點，已被廣泛地使用在摩擦材料上。因此，開發(fā)摩擦性能穩(wěn)定、磨損率低、使用壽命長、無噪音和振動的新型陶瓷摩擦材料已經(jīng)成為現(xiàn)在摩擦材料研究的一個熱門領(lǐng)域。

(1)陶瓷剎車片是摩擦材料中的新品種，最初由日本剎車片企業(yè)于上世紀90 年代研制成功。陶瓷剎車片是由陶瓷纖維、不含鐵的填料物質(zhì)、膠黏劑和少量的金屬所組成的，具有無噪音、無落灰、不腐蝕輪轂、使用壽命長、環(huán)保等優(yōu)點。

(2)國內(nèi)外汽車陶瓷摩擦材料的研究現(xiàn)狀陶瓷作為摩擦學(xué)構(gòu)件的研究和應(yīng)用已成為當前國際摩擦學(xué)研究的前沿課題。目前，陶瓷摩擦學(xué)研究主要集中在Si3N4、SiC、ZrO2、Al2O3 等少數(shù)幾種陶瓷上。而國內(nèi)外陶瓷摩擦材料的研究主要有C/C-SiC 復(fù)合摩擦材料和Al2O3 基陶瓷摩擦材料。

(2).1 C/C-SiC 復(fù)合摩擦材料陶瓷基摩擦材料的典型代表是C/C-SiC 復(fù)合材料，即碳纖維增強碳化硅基體的C/SiC 復(fù)合材料。德國斯圖加特大學(xué)和德國航天研究所等單位的研究 人員對C/C-SiC 復(fù)合材料應(yīng)用于摩擦領(lǐng)域進行了研究，并研制出C/C-SiC 剎車片應(yīng)用于保時捷轎車中，美國橡樹嶺國家實驗室與Honeywell Advnanced composites公司HoneywellAireratf Lnading Systems 公司、Honeywell Commercial Vehicle systems 公司合作，正在研制低成本的C/SiC 復(fù)合材料剎車片，替代用于載重汽車的鑄鐵和鑄鋼剎車片。德國宇航院(DLR)的Walter Krekel 等人研究了C/C-SiC 復(fù)合摩擦材料的結(jié)構(gòu)、制備及摩擦磨損等性能。他們先采用ZD 碳布疊層的方法制備C/C-SiC 摩阻材料，這種材料的特點是各向異性，即力學(xué)性能、熱物理性能等在平行于碳布和垂直于碳布的方向上差異很大。由于 成本太高及軸向熱導(dǎo)率太低造成摩擦性能的不穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)它不適合用于制造剎車盤與剎車片。通過選取合適的纖維含量進行改進，Kreknel 采用反應(yīng)熔體浸滲法工藝成功制備了不同種的C/C-SiC 剎車盤。同時他們認為對于汽車應(yīng)用來說，采取碳布作為預(yù)制體是生產(chǎn)高性能剎車片的最佳選擇，采用短碳纖維預(yù)制體加之合適的模壓工藝是以后大批量生產(chǎn)C/C-SIC 剎車盤最有前途的一種方法。

(2).2 氧化鋁基摩擦材料Al2O3 陶瓷價格低廉, 具有高彈性模量, 較好的耐磨性, 化學(xué)穩(wěn)定性, 高溫穩(wěn)定和力學(xué)穩(wěn)定等性能，是目前應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)陶瓷及功能陶瓷材料，近年來，開發(fā)以Al2O3 陶瓷為基體的摩擦材料己開始引起人們的關(guān)注。國外對于Al2O3 陶瓷作為摩擦材料的摩擦性能已有研究。L.Esposito 等人對低純Al2O3 陶瓷的摩擦和磨損性能進行了研究。Scott L.McCOY 提到Al2O3 陶瓷由于它的來源低廉，高硬度及簡單的操作工藝而被最常選為制動材料。K．Poser 等人在工業(yè)單晶Al2O3 表面嵌入TiN 粒子，研究了其在干摩擦條件下的性能。V.Ucar 和A.Miaroglu等人分別在Al2O3 陶瓷中添加SiO2/Mno2 和Cr2O3/SiO2 對他們的摩擦性能進行研究。Antonella Tucci 則研究了滑動系統(tǒng)中摩擦表面的第二相和物質(zhì)轉(zhuǎn)移。國內(nèi)陳志剛、陳曉虎、劉蘇等人先后以Al2O3 為基材通過添加不同種類的潤滑組元研究了陶瓷基摩擦材料的組織組成、力學(xué)性能和摩擦磨損特性，為開發(fā)適于重載高速下使用的新型陶瓷摩阻材料提供科學(xué)依據(jù)。鄧建新研究了Al2O3，Al2O3/TiB2 和Al2O3/TiB2/SiCW 在25 ℃ 到900 ℃ 時與合金滑動摩擦?xí)r的摩擦磨損特性。李雪源對增韌Al2O3 陶瓷與鋼在無潤滑條件下對磨的摩擦學(xué)性能進行了研究[6]。(3)關(guān)鍵的技術(shù)問題

目前，汽車陶瓷摩擦材料需要改進的幾項關(guān)鍵技術(shù)問題:(3)、1 提高摩擦材料用粘結(jié)劑(樹脂及橡膠)的性能與質(zhì)量(如熱分解溫度高、熱量損失小、游離酚含量低、軟化點高、粒度細、韌性好等)，積極開發(fā)摩擦材料用新型 樹脂;(3)、2 提高摩擦材料的熱傳導(dǎo)性，以加快摩擦熱的傳遞，防止摩擦材料分解導(dǎo)致的性能降低;(3)、3 積極開發(fā)輕質(zhì)和性能優(yōu)越的多孔填料，以減小制品密度，降低制動噪聲;(3)、4 提高粉碎、混料、熱壓及熱處理(固化)等關(guān)鍵工藝設(shè)備水平，完善工藝操作和質(zhì)量檢測及控制手段，確保產(chǎn)品大批量生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性;(3)、5 減少摩擦片誘發(fā)制動噪聲;(3)、6 提高制動摩擦片安全制動的剪切強度、耐壓強度等。

（4）我國汽車陶瓷剎車片的現(xiàn)狀及發(fā)展前景陶瓷剎車片具有無噪聲、不腐蝕輪轂、耐用、環(huán)保等優(yōu)點。日本和北美汽車市場現(xiàn)在使用非常廣泛，歐洲新車型也開始裝配陶瓷剎車片。國際市場對陶瓷摩擦材料的認可，加速了我國對陶瓷剎車片的研發(fā)。目前，國內(nèi)主流剎車片企業(yè)已經(jīng)具備了中高端陶瓷剎車片的自主研發(fā)與生產(chǎn)能力，并已為國外一些大汽車制造商配套，逐步進入國外中高端市場。但是，國內(nèi)市場尚未得到很好的開發(fā)。原因在于首先陶瓷摩擦材料價格高，主機廠很難接受。其次國外對噪聲、環(huán)保要求較高，陶瓷摩擦材料因其無噪聲、耐用、環(huán)保等優(yōu)點在國外備受青睞，而國內(nèi)沒有這方面的要求，消費者這方面的意識也比較欠缺。國內(nèi)汽車剎車片的發(fā)展還停留在注重制動效果與安全性的階段，沒有發(fā)展到注重舒適性、環(huán)保性的階段。陶瓷剎車片雖然短期內(nèi)不太可能替代傳統(tǒng)剎車片，但現(xiàn)代汽車正朝著高性能、高速度、安全舒適等方向發(fā)展，這就要求作為汽車重要組成部分的制動系統(tǒng)必須安全可靠，同時必須不斷開發(fā)新的剎車材料以滿足更嚴格的要 求，陶瓷剎車片必然成為今后的一個發(fā)展趨勢。（4）展 望

新型汽車陶瓷剎車片，特別是耐高溫、低噪音、無金屬、無纖維剎車片的研究并進一步研制成功，可望會改變我國現(xiàn)有剎車片的應(yīng)用狀況，將具有非常重要的社會意義、經(jīng)濟意義和良好的發(fā)展前景，同時其深入的理論研究將具有重大的科學(xué)意義和理論價值。

2、陶瓷在汽車傳感器上的應(yīng)用：（1）、陶瓷傳感器的簡介：

車用傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電 子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車電子化和自動化程度越高，對傳感器的依賴性就越大，因此，國內(nèi)外都將車用傳感器技術(shù)列為重點發(fā)展的高新技術(shù)。目前，電子零部件在平均每輛 高檔車零部件成本中占有30％的比率，汽車傳感器多達上百至數(shù)百只，以往安裝在豪華、高檔車或?qū)Ｓ密囕v上的先進傳感器，現(xiàn)也紛紛落戶在中、低檔車上，陶瓷傳感器就是其產(chǎn)品 之一。陶瓷是一種包含三種物相（單晶相、玻璃相、氣相）的多相系統(tǒng)。陶瓷傳感器采用標 準的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠-凝膠等）生產(chǎn)，完成適當?shù)念A(yù)備性操作之后，已成 形的元件在高溫中進行燒結(jié)。其工作過程主要是作用在陶瓷基片和測量膜片上的差壓引起電 容極板間電容值的變化并由位于陶瓷基片上的電極進行檢測。（2）、陶瓷傳感器的五大應(yīng)用

（2）、1．檢測汽車溫度：

一輛汽車檢測溫度一般需用10 余只陶瓷溫度傳感器。例如，發(fā)動機電噴系統(tǒng)需要連續(xù)精確地測量冷卻水溫度、進氣溫度、排氣溫度的傳感器，以便根據(jù)溫度變化修正或補償燃油噴射量，改變怠速轉(zhuǎn)速控制目標值等，獲得最佳空燃比；負溫度系數(shù)NTC 熱敏電阻的溫度特性為一種指數(shù)函數(shù)，隨溫度升高電阻值減小，有負溫度特性、靈敏度高、價格便宜等特點，常用作檢測冷卻水和進氣以及機油溫度傳感器；NTC 熱敏電阻由Mn、Cu、Ni、Fe 等過渡金屬氧化物配方，經(jīng)陶瓷燒結(jié)工藝制作，按配方的不同，主要分為二元系、三元系、四元系等材料。工作溫度范圍在-200℃～130℃的NTC 用于水溫進氣溫度的檢測，其結(jié)構(gòu)是將NTC電阻裝配在螺栓型金屬外殼內(nèi)，與電控單元的電阻串聯(lián)。另一類以BaTiO3 為主要材料，與金屬氧化物混合燒結(jié)制成的正溫度系數(shù)PTC 熱敏電阻，則用作汽車的液面水平傳感器或低溫啟動加熱元件。

（2）、2．檢測汽車尾氣

利用固體電解質(zhì)氣敏陶瓷材料，研制出用于汽車尾氣監(jiān)測的氧傳感器，測定尾氣排放中的氧濃度來檢測發(fā)動機空燃比，除可節(jié)省燃油外，還能減少CO、NO2 等有害氣體的排放量。ZrO2氧傳感器因靈敏度高、可靠性好，在汽車的實際應(yīng)用中大多數(shù)采用這種類型，其主要結(jié)構(gòu)由產(chǎn)生電動勢的U 形ZrO2 電解質(zhì)敏感管以及起電極作用的襯套、電阻加熱器、有廢氣進口的防護外殼、多孔陶瓷帽組成。ZrO2 管的內(nèi)外表面涂覆有薄薄一層R，Pt 既作電極又具有電動勢放大作用，以及R 涂覆在ZrO2 管上的催化作用，外電極是測量電極，內(nèi)電極是參比電極。氣體通過多孔陶瓷帽（擴散障）的氣量小，排氣溫度低時，由電控單元給電阻加熱器通電加熱，保證氧傳感器正常工作。ZrO 氧傳感器安裝在歧管或前排氣管內(nèi)，在400℃高溫下，敏感管內(nèi)外面存在氧濃度差時就會產(chǎn)生電動熱，提供0～1V 的反饋信號，通過檢測廢氣中的氧壓比，非常適于空燃比的控制。按工作原理，可分為濃差電池型和電化學(xué)泵的極限電流型氧傳感器，這兩種結(jié)構(gòu)類似，制造工藝相似，分別適宜理論空燃比和稀薄燃燒系統(tǒng)空燃比的控制。此外，TiO2、Nb2O5 和CeO2 等氧化物陶瓷氧傳感器、薄膜和厚膜型氧傳感器的研發(fā)及在汽車中的應(yīng)用開發(fā)也在積極深入開展。汽車采用柴油發(fā)動機作動力時，除氧傳感器外，用氮氧化物NOx 傳感器進一步改善燃燒狀態(tài)和廢氣再處理也是十分重要的。利用濺射法在氧化鋁基板上形成約100μm 厚的ZnO 及SnO2 薄膜，然后加上電極，并在基板內(nèi)側(cè)裝上加熱器，構(gòu)成NOx 傳感器。NOx 在薄膜表面上吸附負電荷，NOx 濃度增加時，薄膜電阻增大，在3～15s 內(nèi)即可檢測出廢氣中的NOx濃度，靈敏度為5～800ppm。

（3）3．檢測汽缸工作狀態(tài)

基于壓阻效應(yīng)的壓電陶瓷可以監(jiān)測汽缸工作的狀態(tài)。壓電陶瓷爆震傳感器由壓電陶瓷振子、金屬片、密封墊、金屬外殼等構(gòu)成。壓電振子產(chǎn)生的電荷與發(fā)動機氣缸發(fā)生的振動成正比，所產(chǎn)生的電壓經(jīng)屏蔽線進入電控單元，由此檢測出7kHz 左右振動所產(chǎn)生的電壓，電控單元根據(jù)這一電壓的大小判斷爆震強度，及時修正或相應(yīng)推遲點火提前角消除爆震，使發(fā)動機在接近爆震、熱效率最高、燃料消耗量最少的點火時刻工作，實現(xiàn)無爆震工作狀態(tài)，保證發(fā)動機以最大可能的功率與經(jīng)濟指標運轉(zhuǎn)。

（4）4．指導(dǎo)汽車安全駕駛

基于壓阻效應(yīng)的超聲波傳感器用作汽車倒車防撞報警裝置，也被稱為超聲波倒車雷達或倒車聲納系統(tǒng)，尤其適用于加長型裝載汽車、載重大貨車、礦山汽車等大型車輛。超聲波傳感器通常由鋁合金外殼、壓電陶瓷換能器、吸聲材料、引線電極所構(gòu)成，具有水平方向特性寬，而垂直方向受到限制的方向性，原理上利用鋇鈦酸鉛PZT 壓電陶瓷在電能與機械能之間相互轉(zhuǎn)換的正、逆壓電效應(yīng)，即在壓電陶瓷上加一電信號，便產(chǎn)生機械振動而發(fā)射超聲波，當超聲波在空氣傳播途中碰到障礙物立即被反射回來，作用于壓電陶瓷時，則會有電信號輸出，通過數(shù)據(jù)處理時間差測距，計算能顯示出車與障礙物的距離與危險相撞時及時報警，可準確無誤地探測汽車尾部及駕車者視角盲區(qū)的微小障礙物，實用性相當強。為獲得高的發(fā)射效率和接收靈敏度，發(fā)射接收全并在一起的自發(fā)圓盤彎曲振動換能器的超聲波傳感器是目前市場上的主流產(chǎn)品，具有很高的發(fā)射效率與接收靈敏度以及尖銳的指向性。超聲波有一定的探測角度和范圍，欲覆蓋汽車后部整個區(qū)域，窄體車輛需裝用2 只超聲波傳感器，而寬體車輛則需安裝4 只或更多。陶瓷加速度傳感器可用于汽車安全氣囊系統(tǒng)，利用碰撞慣性形成的慣性力會在壓電陶瓷體內(nèi)產(chǎn)生剪切力作用，由此發(fā)生與加速度成正比的電荷及電壓，高精度、可靠，能快速分辨碰撞實況。將兩枚壓電陶瓷片通過內(nèi)部的共同電極串聯(lián)粘接起來，形成二極結(jié)構(gòu)，安裝在運動方向上并形成懸臂梁，并與外圍電路厚膜集成制作在一個外殼內(nèi)。用于檢測汽車瞬間的低速或高速碰撞強度，轉(zhuǎn)換成電信號輸出，滿足診斷控制多種算法要求，確保碰撞強度大時，安全氣囊準確及時開啟，提高汽車安全性能。

(4)5．檢測汽車濕度

濕敏陶瓷的特點是測濕范圍寬，響應(yīng)時間較快，生產(chǎn)工藝較簡單，是汽車濕度傳感器的主要材料。適用于車窗玻璃防霜、結(jié)露和發(fā)動機化油器進氣部分空氣濕度的檢測。濕度傳感器的內(nèi)部裝有用金屬氧化物系列陶瓷材料制成的多孔燒結(jié)體，利用燒結(jié)體表面對水分子的吸附作用來敏感濕度，其靈敏度取決于材料的氣孔率及孔徑，感濕特征量為電阻，呈負的濕敏特性。當燒結(jié)體吸附了水分子時，其電阻值會發(fā)生變化，由鍍覆電極輸出，濕度增加時阻值減少，相對濕度從0 變化為100％RH 時，傳感器的電阻值將有數(shù)千倍的變化，由此檢測出濕度變化。

(3)、陶瓷傳感器的發(fā)展趨勢

陶瓷傳感器已有四十多年的歷史。陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和震 動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定性及厚膜電阻可以使它工作溫度范圍高達-40℃～125℃，而且具有 測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度大于2KV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。高特性、低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家陶瓷傳感器有全面替 代其它類型傳感器的趨勢，在中國也有越來越多的用戶使用替代擴散硅壓力傳感器。總之，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，汽車傳感器市場需求將保持高速 增長，高穩(wěn)定性、高精度、長壽命、無線化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳 感器，成為車用傳感器的主流。3 陶瓷在發(fā)動機上的應(yīng)用:（1）氣門挺桿

日本五十鈴汽車公司在柴油機上試驗過氮化硅陶瓷挺桿，其關(guān)鍵技術(shù)在于將陶瓷片直接釬焊在鋼挺桿體上的結(jié)構(gòu)和工藝。福特公司已將噴射形成的陶瓷挺桿用于V8 發(fā)動機上。（2）氣門

氮化硅陶瓷氣門比鋼質(zhì)氣門輕，有一定節(jié)油效果，并能減少有害物排放。硅粉直接氮化得到Si3N4，成本較低。德國采用冷擠壓法生產(chǎn)氮化硅陶瓷氣門。（3）氣門加熱技術(shù)

為使汽車發(fā)動機起動時完全燃燒，在其吸氣側(cè)安裝了加熱裝置即氣門加熱器，以加熱吸氣，使燃料蒸發(fā)混合完全。吸氣加熱時，為控制好溫度、提高裝置的可靠性，用鈦酸鋇瓷系PTC（熱敏電阻）制做氣門加熱器，使發(fā)動機一經(jīng)發(fā)動即處于完全燃燒狀態(tài)，從而發(fā)揮提高熱效率、節(jié)能及凈化排氣等功效。（4）活塞。

用氮化硅陶瓷制造的陶瓷纖維活塞，耐磨性好，可以有效防止鋁合金活塞由于熱膨脹系數(shù)大而產(chǎn)生的“冷敲熱拉”現(xiàn)象。直噴式柴油機活塞的陶瓷紊流圈利用了陶瓷材料的耐高溫性能。從熱效率、排放與噪聲等方面綜合考慮，帶縮口或紊流圈的凹坑活塞比敞口凹坑活塞更有優(yōu)越性。另外，熱負荷的增加，使活塞材料的溫度大約升高5" 6，所產(chǎn)生的附加熱應(yīng)力會使鋁活塞的耐久性發(fā)生問題，而鑲?cè)胍粋€陶瓷圈會得到較好的效果。（5）絕熱發(fā)動機

為提高發(fā)動機的熱效率，利用陶瓷耐熱、耐磨、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小的特點，可以制造陶瓷絕熱發(fā)動機。日本日野汽車公司開發(fā)了陶瓷發(fā)動機，該機氣缸套、活塞、氣門等40%的燃燒室零件用陶瓷材料制成，取消了散熱器和冷卻裝置，提高功率10%，降低燃燒消耗30%!（6）陶瓷在柴油機微粒過濾器中的應(yīng)用 陶瓷可用于柴油機微粒過濾器中，材料是鎂鋁硅酸鹽，與作為汽油機催化反應(yīng)器載體的材料相似。加工時妥善地選擇材料的多孔度，可使濾清效率高達90%以上。過濾器再生溫度高達01300，如果用金屬過濾器，需要用耐熱鋼。此外，陶瓷過濾器還可以降低成本。（7）陶瓷在汽車催化轉(zhuǎn)化器載體上的應(yīng)用

在汽車催化轉(zhuǎn)化器中，采用堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷作為催化劑載體，蜂窩型陶瓷載體呈多孔、質(zhì)

2薄型結(jié)構(gòu)，材料強度為100N/mm。堇青石耐高溫、強度高、熱膨脹系數(shù)低、體積質(zhì)量小，適宜催化劑載體的環(huán)境。

4綜上所述：陶瓷材料在汽車上的應(yīng)用越來越多，其優(yōu)點不言而喻。只是很多特殊陶瓷材料還有待研究目前，特種陶瓷在汽車上的應(yīng)用并不廣泛，其中的主要原因是如下：（1）制造工藝復(fù)雜、要求高。

（2）因特種陶瓷對原材料要求比較嚴格、工藝難

以掌握，使得各批制品的性能難以保持均勻一致。

（3）成本較高。

（4）可加工性差、脆性大、使用可靠性差。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在未來的汽車制造業(yè)中，將會有更多的特種陶瓷、智能陶瓷制品被引入與采用到汽車上，而且一定會在汽車生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：［1］ 李尹熙1汽車用非金屬材料［M］北京：北京理工大學(xué)出版社，1999 ［2］ 王培銘1無機非金屬材料學(xué)［M］上海：同濟大學(xué)出版社，1999 ［3］ 金志浩1工程陶瓷材料［M］西安：西安交通大學(xué)出版社，2000 ［4］ 肖永清，楊忠敏1汽車的發(fā)展與未來［M］1北京：化學(xué)工業(yè) 出版社，2004 [5] 韓翎.陶瓷摩擦材料配方的優(yōu)化(D).北京: 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006 [6] [盛鋼，馬保吉.制動摩擦材料研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2000，20（1）：127 [7] 王海慶, 孫玉璞, 戈春剛等.碳纖維剎車片[J].重型汽車,1996(2):21

第五篇：汽車材料

生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料。模具工業(yè)是制造業(yè)中一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，同時又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。近年來我國模具發(fā)展迅速，對模具材料的性能要求越來越高，目前模具鋼產(chǎn)量已躍居世界前列，并形成了我國的模具鋼系列，但總的看，我國模具鋼的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等與發(fā)達國家相比還有一定差距，很多制造大型.精密.復(fù)雜.長壽命模具的鋼材還需進口。模具是在汽車、拖拉機、飛機、家電、工程機械、動力機械、冶金、機床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造業(yè)中的重要工藝裝備。

用于生產(chǎn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等毛坯或成品零件。

一輛汽車由上萬個零部件組裝而成，而上萬個零部件又是由上千種不同材料、幾千種不同的規(guī)格品種加工制造出來。

據(jù)統(tǒng)計，鋼材的1/

4、橡膠的一半以上用于汽車生產(chǎn)。汽車用四大類工程材料及其選用 首先考慮采用金屬材料

金屬材料屬于全能材料，能夠滿足承載和其它要求，也符合經(jīng)濟要求。

金屬在靜態(tài)和動態(tài)條件下，具有適當?shù)膹姸取偠群晚g性。其它物理特性也滿足要求。金屬有眾多成形及制造工藝和龐大的設(shè)計特性數(shù)據(jù)庫。有完善的報廢和再循環(huán)利用行業(yè)

只有在極特殊的性能需要時，才會考慮如聚合物和陶瓷等非金屬材料。

除了直接的工程應(yīng)用問題外，材料選擇還需考慮污染和再循環(huán)利用這樣的政治問題。汽車非金屬材料按用途可分為三大類: 汽車結(jié)構(gòu)材料：非金屬材料中，塑料獨占了車身內(nèi)飾件，進而占領(lǐng)了轎車前后保險杠份額；

汽車運行材料：是在汽車運行中，使用周期短，消耗費用大，對汽車使用性能影響較大的一些非金屬材料；

汽車噴涂材料：對汽車的車身、底盤、支架、車廂和零部件的涂裝，賦予汽車漂亮的外觀和優(yōu)良的防護性能。

適用性：材料的性能必須滿足具體要求。必須與部件或者裝置要完成的任務(wù)相匹配；

要考慮整個使用要求，如力學(xué)載荷、載荷范圍、硬度、剛度及柔性、汽車設(shè)計對質(zhì)量的特別要求、各種物理特性等。

質(zhì)量和樣式要求作為性能要求的擴展，也需要考慮。噪聲、振動

美學(xué)特點、靜態(tài)造型、色彩、紋理、感覺和氣味。經(jīng)濟性：經(jīng)濟因素和商業(yè)因素至關(guān)重要。常規(guī)的或標準化的形式提供。可行性：

要考慮加工過程。

部件和產(chǎn)品的制造方法和規(guī)模對材料也有較大的影響。環(huán)境相宜性：法規(guī)的要求對汽車部件的和選擇也有影響。健康和安全因素制約著一些項目； 對于處理方法、垃圾成本及再循環(huán)經(jīng)濟的必要性。單一組成的材料部件的再循環(huán)利用相對容易； 德國Paderbom大學(xué)O.Habn等人提出“多材料輕量化結(jié)構(gòu)（”Lightweight Construction by multi material）及“合適的材料用在合適的部位”（The right material in the right place）兩概念。認為多材料結(jié)構(gòu)設(shè)計代表了今后汽車車身結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢。

通過對多材料結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，既能改進輕量化作用：不但可以減輕車身質(zhì)量、節(jié)約能源、降低油耗、減輕污染，也可以降低成本、提高企業(yè)競爭力、增加企業(yè)利潤。

汽車的一般部件質(zhì)量每減輕1%，可節(jié)油1%；運動部件每減輕1%，可節(jié)油2%。據(jù)測算，如汽車自重減少50 kg，則每升燃油行駛距離可增加1km；換言之，若自重減輕10％，則燃油經(jīng)濟性可提高約5.5％。汽車性能，又能顯著減小質(zhì)量。美國政府于1993年推出的PNGV（Partner of New General Vehicle）計劃：要求轎車的整備質(zhì)量降低40%，使轎車每加侖汽油可行駛80英里（三倍燃料效率）及有效降低排放。

福特公司的Synergy2010概念車采用了高強度鋁合金車身，使質(zhì)量降低了1/3； 通用公司的Precept采用鋁合金車身及骨架，其質(zhì)量降低了45%；

克萊斯勒公司的未來型道奇Intrepid ESX概念車采用的全鋁合金車身質(zhì)量比鋼板車身輕272kg。2008年1月，我國汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在寧波成立。

作為我國汽車行業(yè)的第一個技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，其中長期發(fā)展目標是，開展汽車輕量化材料應(yīng)用共性關(guān)鍵技術(shù)研究，攻克和自主掌握輕量化核心關(guān)鍵技術(shù)，提升汽車行業(yè)輕量化材料應(yīng)用水平。

該聯(lián)盟由中國汽車工程學(xué)會、中國第一汽車集團公司、東風汽車公司、浙江吉利控股集團有限公司、奇瑞汽車有限公司、重慶長安汽車股份有限公司、中國汽車工程研究院、吉林大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、寶山鋼鐵股份有限公司、西南鋁業(yè)集團有限責任公司等12家單位共同組成。近年來，我國在汽車輕量化方面也取得了不少成果，一批汽車新材料項目被列為國家“863”、“973”高新技術(shù)項目和國家科技攻關(guān)重大項目，促進了汽車輕量化技術(shù)的進步。

上海大眾桑塔納轎車變速器殼體采用鎂合金為原料，吉利、一汽、奇瑞等也在轎車車身上進行了輕量化材料的應(yīng)用試驗。

我國已有一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車車身模具開發(fā)技術(shù)；車身結(jié)構(gòu)方面，汽車車身、底盤、動力傳動系統(tǒng)等零部件整體加工技術(shù)也有了長足進步。

塑料：以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑，以增加其工藝性能與使用性能。添加劑有：填料和增強材料、填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑等。按照使用特性，分為：

通用塑料是指產(chǎn)量大、用途廣、成型好、價格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料指能承受一定外力作用、具有良好的機械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。特種塑料具有特種功能，如氟塑料和有機硅等。按照理化特性，又可分為：

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料，熱固性塑料優(yōu)點是強度、耐熱性好，受壓不宜變形；缺點是：成型工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料，其優(yōu)點是成型工藝簡單，生產(chǎn)率高，具有一定的機械性能，可重復(fù)回收使用塑料在汽車上的應(yīng)用按功能應(yīng)用主要分為三類：

外裝件：以塑代鋼，增加塑料制品的應(yīng)用量，減輕汽車重量，達到節(jié)能的目的。如保險杠等。內(nèi)飾件：以安全、環(huán)保、舒適為應(yīng)用特征，用可吸收沖擊能量和振動能量的彈性體和發(fā)泡塑料制造儀表板、座椅、頭枕等制品，以減輕碰撞時對人體的傷害，提高汽車的安全系數(shù)。功能結(jié)構(gòu)件：多采用高強度工程塑料，減輕重量，降低成本，簡化工藝。如用塑料燃油箱，發(fā)動機和底盤上的一些零件等。缺點是：耐熱性差，剛度較低。尼龍 ：主要用于汽車發(fā)動機及發(fā)動機周邊部件，主要品種是GFPA6、GFPA66、增強阻燃PA6等產(chǎn)品。在汽車發(fā)動機周邊部件上的應(yīng)用：由于發(fā)動機周邊部件主要是發(fā)熱和振動部件，其部件所用材料大多數(shù)是玻纖增強尼龍。

尼龍具有較好的綜合性能，用玻纖改性后的尼龍，主要性能得到很大的提高，如強度、制品精度、尺寸穩(wěn)定性等均有很大的提高。

尼龍的品種多，較易回收循環(huán)利用，價格相對便宜等，這些因素促成尼龍成為發(fā)動機周邊部件的理想選擇材料。

進氣歧管是改性尼龍在汽車中最為典型的應(yīng)用，1990年德國寶馬汽車公司，首先將以玻纖增強尼龍為原料制造的進氣歧管應(yīng)用在六汽缸發(fā)動機上；以后世界各大汽車公司紛紛跟進，改性尼龍進氣歧管得到廣泛的應(yīng)用。在汽車發(fā)動機部件上的應(yīng)用

發(fā)動機蓋，發(fā)動機裝飾蓋，汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍作為首選材料 與金屬材質(zhì)相比，以汽缸頭蓋為例質(zhì)量減輕50%，成本降低30%。

除了發(fā)動機部件外，汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍，如機油濾清器，刮雨器，散熱器格柵等。聚酯PBT：

廣泛地用于生產(chǎn)保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統(tǒng)零件、儀表盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等部件。

PBT與增強PA、PC、POM在汽車制造業(yè)中的競爭十分激烈。

PA易吸水，PC的耐熱性耐藥性不及PBT；在汽車用途接管方面，由于PBT的抗吸水性優(yōu)于PA，將會逐漸取代PA。在相對濕度較高、十分潮濕的情況下，由于潮濕易引起塑性降低，電器節(jié)點處容易引起腐蝕，常可使用改性PBT。在80℃、90%相對濕度下，PBT仍能正常使用，并且效果很好。

GE公司的PBT/PC合金，商品名為Xenoy1731,在高級轎車中應(yīng)用最為廣泛；它的耐熱性好，耐應(yīng)力開裂，具有優(yōu)良的耐磨，耐化學(xué)腐蝕性，低溫沖擊強度高，易加工和涂飾性好，主要應(yīng)用于高檔轎車保險杠，車底板，面板和摩托車護板等。

聚甲醛 POM POM生產(chǎn)的汽車部件質(zhì)輕，噪聲低，成型裝配簡便，因此在汽車制造業(yè)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

POM質(zhì)輕，加工成型簡便，生產(chǎn)成本低廉，材料性能與金屬相近。

改性POM的耐磨系數(shù)很低，剛性很強，非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬上節(jié)軸承、馬達齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機裝置、電開關(guān)、安全帶扣等。

制造軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性POM的強項，這些部件對金屬磨耗小，減少了潤滑油用量，增強了部件的使用壽命；因此可以廣泛替代銅、鋅等金屬生產(chǎn)軸承、齒輪、拉桿等。

聚碳酸酯：改性PC由于具有高機械性能和良好的外觀，在汽車上主要用于外裝件和內(nèi)裝件，用途最為廣泛的是PC/ABS合金和PC/PBT合金。

汽車內(nèi)裝件： PC/ABS合金是最適合用于汽車內(nèi)裝件的材料。

因為PC/ABS合金具有優(yōu)異的耐熱性、耐沖擊性和剛性，良好的加工流動性。也是制造汽車儀表板的理想材料。

PC/ABS合金的熱變形溫度為110℃～135℃，完全可以滿足熱帶國家炎熱的夏天中午汽車在室外停放的受熱要求。PC/ABS合金有良好的涂飾性和對覆蓋膜的黏附性，因此用PC/ABS合金制成的儀表板無需進行表面預(yù)處理，可以直接噴涂軟質(zhì)面漆或覆涂PVC膜。

PC/ABS合金還用來制造汽車儀表板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板、托架、轉(zhuǎn)向柱護套、裝飾板、空調(diào)系統(tǒng)配件等汽車零部件。

汽車外裝件 ：PC/PBT合金和PC/PET合金既具有PC的高耐熱性和高沖擊性，又具有PBT和PET的耐化學(xué)藥品性、耐磨性和成型加工性，因此是制造汽車外裝件的理想材料。

PC/PBT汽車保險杠可耐－30℃以下的低溫沖擊，保險杠斷裂時為韌性斷裂而無碎片產(chǎn)生。彈性體增韌PC/PBT合金和PC/PET合金更適合制作汽車車身板、汽車側(cè)面護板、擋泥板、汽車門框等。

高耐熱型PC/PBT合金和PC/PET合金的注射成型外裝件可以不用涂漆。PC/PET合金可制作汽車排氣口和牌照套。

PC/ABS合金也可以制作汽車外裝件，如汽車車輪罩、反光鏡外殼、尾燈罩等。PC/ABS具有良好的成型性，可加工汽車大型部件，如汽車擋泥板。聚苯醚

改性PPO在汽車上主要用作對耐熱性、阻燃性、電性能、沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性、機械強度要求較高的零部件。如PPO/PS合金適用于潮濕、有負荷和對電絕緣要求高、尺寸穩(wěn)定性好的場合，適合制造汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件，也適合制造連接盒、保險絲盒、斷路開關(guān)外殼等汽車電氣元件。

PPO/PA由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐油性、電絕緣性、抗沖擊性。可用于制作汽車外部件，如大型擋板、緩沖墊、后阻流板等。

對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度要求較高的發(fā)動機罩時PPO/PA合金今后的應(yīng)用方向。

PPO/PBT合金的熱變形溫度高，對水分敏感度小，是制造汽車外板的理想材料。

塑料具有多種優(yōu)勢

減輕車體的重量，－般塑料的比重0.9～1.5，纖維增強復(fù)合材料比重也不超過2.0。塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利。

例如儀表臺用鋼板加工，往往需先加工成型各零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多，而用塑料可－次加工成型，加工間短，精度保證。塑料制品的彈性變形特性能吸收量的碰撞能量，對強烈撞擊較大的緩沖作用，對車輛乘員起保護作用。另外，塑料還具吸收衰減振動噪聲的作用，可提高乘坐的舒適性。現(xiàn)代汽車都采用塑化儀表板方向盤，增強緩沖作用。

前后保險杠、車身裝飾條都采用塑料材料，減輕車外物體對車身的沖擊力。塑料耐腐蝕性強，局部受損腐蝕。如果用塑料做車身覆蓋件，十分適宜污染較大的區(qū)域使用。根據(jù)塑料的組織成分，通過添加同的填料、增塑劑硬化劑制所需性能的塑料，改變材料的機械強度及加工成型性能，適應(yīng)不同部件的用途。

保險杠相當?shù)臋C械強度，而坐墊靠背就采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。塑料顏色可通過添加劑調(diào)同顏色，省去噴漆的麻煩。

某些塑料件還可電鍍，如ABS塑料具有很好的電鍍性能，可用于制作裝飾條、標牌、開關(guān)旋鈕、車輪裝飾罩等。塑料未來技術(shù)發(fā)展方向 內(nèi)裝件

PVC不久將從內(nèi)飾件應(yīng)用中退出；聚氨酯因其柔軟的觸感，預(yù)計在內(nèi)飾件（尤其是高檔車）上的應(yīng)用會不斷增長，而中檔車在內(nèi)飾PP化推動下可能更傾向于采用TPO；PU在內(nèi)飾中尚難以被其他材料取代；復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)件（如座椅骨架）和吸收沖擊能量的零件上的應(yīng)用將會增長；金屬－塑料混合材料在內(nèi)裝件中的應(yīng)用極具潛力。未來要著力開發(fā)外表美觀（低反光、耐磨、半透明）同時具有良好降噪性能（尤其是嗡嗡、吱吱聲和卡嗒聲）的內(nèi)飾新材料；開發(fā)具有優(yōu)良高速沖擊性能的內(nèi)裝件材料；弄清塑料材料觸覺特性的本質(zhì)。

開發(fā)快速制造技術(shù)；適應(yīng)不同材料體系的一步成形技術(shù)；人工智能系統(tǒng)。照明、電子、環(huán)境控制一體化設(shè)計；內(nèi)、外裝材料體系同一化。

根據(jù)使用性能要求，制定材料技術(shù)標準；制定適用于不同材料競爭分析的試驗標準；建立汽車內(nèi)裝件用先進塑料、復(fù)合材料的毒性和對環(huán)境破壞性的統(tǒng)一評估方法。外裝件

開發(fā)耐候、耐化學(xué)侵蝕，具有良好的表面光澤和抗輕微撞擊性能的外裝件用聚合物體系；提高塑料零部件的表面光潔度；開發(fā)光亮、耐候的著色劑；開發(fā)先進的增強材料及增強技術(shù)；開發(fā)可生產(chǎn)出A級表面、免油漆外裝件的復(fù)合材料。

開發(fā)大批量、低成本的工裝技術(shù)；開發(fā)大型薄壁零件快速制造工藝；開發(fā)先進的模壓機；虛擬原型技術(shù)；低成本。高表面質(zhì)量結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的快速制備工藝開發(fā)。照明納入總體設(shè)計；內(nèi)、外裝材料體系同一化。

建立制造、裝配工藝與零部件性能預(yù)測模型；建立不同老化條件（短期、中期和長期）下，零部件試驗結(jié)果關(guān)聯(lián)性的方法；建立零件耐候性預(yù)測模型、快速試驗方法。發(fā)動機零部件

開發(fā)低成本的耐熱樹脂材料。導(dǎo)電樹脂材料；開發(fā)燃料電池、混合動力零部件用材。開發(fā)燃料電池塑料件制造技術(shù)。

混合動力（包括燃料電池）塑料零部件設(shè)計技術(shù)。開發(fā)用于代用動力系統(tǒng)零部件的塑料、復(fù)合材料的快速試驗技術(shù)，它們往往承受高溫和化學(xué)腐蝕。

底盤與驅(qū)動系零部件

開發(fā)結(jié)構(gòu)件用的低成本熱塑性復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料，沖擊能量吸收率高的材料，疲勞性能和抗蠕變性能好的材料；開發(fā)新的低成本增強技術(shù)（如新的增強纖維，新的填充顆粒和納米微粒、導(dǎo)電顆粒等），以滿足零部件高剛度、高耐熱性及成形性要求。連接與密封技術(shù)；修理技術(shù)；新的零部件成形技術(shù)。

整車NVH特征模型；開發(fā)低自重汽車新型懸架系統(tǒng)；降低零部件集中載荷的設(shè)計方法。建立零部件抗長期老化性、疲勞耐久性的快速試驗方法；建立汽車結(jié)構(gòu)件的預(yù)測工程手段和系統(tǒng)。

塑料密集汽車

開發(fā)生產(chǎn)夾層構(gòu)件的材料與工藝；開發(fā)滿足汽車設(shè)計要求的新型塑料合金和塑料共混物，熱塑性塑料，熱固性塑料和工程塑料；開發(fā)耐火塑料。

熱塑性塑料快速成型工藝；快速低溫連接方法；亞微觀水平的添加劑；低溫涂料及工藝；無油漆表面；無夾具裝配；節(jié)能制造工藝；塑料車身骨架快速成型與裝配。

建立汽車塑料、復(fù)合材料性能數(shù)據(jù)庫；適于塑料的低成本車身骨架設(shè)計技術(shù)；塑料—金屬材料復(fù)合零部件設(shè)計技術(shù)；在清潔材料（生物塑料）開發(fā)的基礎(chǔ)上．設(shè)計塑料密集汽車。開發(fā)用于評估各種塑料和復(fù)合材料的物理老化性能、化學(xué)老化性能及耐候性的試驗方法：建立制造工藝參數(shù)一零部件性能之間關(guān)系的預(yù)測模型；建立快速試驗結(jié)果與零部件長期性能的關(guān)系；材料的高應(yīng)變率破碎試驗技術(shù)。粉末冶金材料

粉末冶金材料成分自由度大和粉末燒結(jié)工藝的近凈形特點，其在汽車上的應(yīng)用有增加的趨勢，特別是鐵基粉末燒結(jié)材料在要求較高強度的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用越來越多。

組裝式粉末冶金空心凸輪軸是近年來的新產(chǎn)品，它是由鐵基粉末冶金材料制成凸輪，然后用燒結(jié)或機械的辦法固定在空心鋼管上組成。與常規(guī)的鍛鋼件或鑄鐵件相比，可降重25%~30%。此種凸輪軸已在高速汽油機上使用，隨?柴油機凸輪軸服役工況的日益苛刻，粉末冶金空心凸輪軸有推向柴油機的趨勢。

粉末鍛造連桿已經(jīng)成功應(yīng)用，近年開發(fā)的一次燒結(jié)粉末冶金連桿技術(shù)的生產(chǎn)成本較低，可實現(xiàn)11%的輕量化。德國Opel公司裝在2.0L的OHC發(fā)動機上行駛30萬km的效果未見異常。汽車輕量化關(guān)鍵:材料加工技術(shù)創(chuàng)新

1.通過零部件和車身部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用高強度鋼·鐵和鋁、鎂合金等輕質(zhì)材料，以及通過改進成形工藝等手段；

2.選擇適宜的輕量化材料及其加工技術(shù)應(yīng)考慮在資源、環(huán)保、技術(shù)和成本控制等多方面的協(xié)同發(fā)展，以適應(yīng)汽車輕量化的發(fā)展需要。

常用塑料材料通性：

1）重量輕──鐵的比重是7.8﹐鋁的是2.6﹐而塑料的比重只有0.9~2之間； 2）堅固耐用－尤其是玻璃纖維強化塑料（FRP）更是強韌無比； 3）電絕緣性強；

4）耐蝕性強－耐水﹑耐油﹑耐酸﹑耐化學(xué)品﹐且不生銹； 5）成型容易﹐生產(chǎn)率高－具有加熱軟化的性質(zhì)﹐極易成型； 6）原料豐富﹐價格低廉－原料取得容易﹐可增加廣泛用途；

7）色彩鮮明﹐著色容易－光澤﹑透明﹑半透明性好﹐色彩清明﹐適當加入著色劑﹐可改變其色澤；

8）主要原料為煤炭﹑石油等石油化工之產(chǎn)品；

成型加工

成型加工原理：成型加工方法一般為熔化﹑流動﹑凝固三個基本過程的變化； 第一階段：

可塑化階段──熔化 第二階段：

充填階段──流動 第三階段：

冷卻階段──凝固 可塑化：塑料之所以可以成型加工是由于塑料在溫度與壓力的作用下產(chǎn)生變形，依照受熱溫度不同可分為四種狀態(tài)，玻璃狀態(tài)﹑可塑性狀態(tài)﹑分解狀態(tài)。玻璃狀態(tài)分子在凍結(jié)狀態(tài)，硬且脆遇壓力易破裂；高彈性狀態(tài)因外力可變形，未達熔化狀態(tài)，不易成型；可塑化狀態(tài)可隨意加工；分解狀態(tài)后塑料開始分解﹐出現(xiàn)氣體分解物，甚至燒焦；

充填：充填是將可塑化狀態(tài)下的融融塑料，在壓力的作用下流動，充滿整個成型空間而成型的過程。若塑料的流動性不良，成型壓力不足時﹐可造成充填不足的現(xiàn)象；相反流動性越好，易造成成型品在分模面上造成毛邊缺陷；

冷卻：成型品的冷卻時間是依照塑料的性質(zhì)﹑成型品的形狀大小﹑尺寸精度﹑外觀而定；