轎車車身材料主要是金屬薄鋼板,一般厚度在0.6毫米~2.0毫米。隨著現(xiàn)代轎車技術(shù)發(fā)展,轎車材料要求既有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度也要求重量要輕。采用鋁合金的車身材料是一條出路,因?yàn)殇X材比鋼材輕。但是,鋁材的加工成本高,而且沖壓及焊接技術(shù)要求比較特殊,以目前的技術(shù)尚不是一般廠家可以做得到的。因此除了個(gè)別轎車車身全部用鋁合金材外,大部分轎車還是局部零部件是用鋁合金,例如車圈、發(fā)動(dòng)機(jī)上蓋等。
為了使鋼材能盡量減少重量又能保持一定的強(qiáng)度,冶金工程師經(jīng)過多方試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在低碳鋼內(nèi)加微量元素如鈮(Nb)或者鈦(Ti),生成這些微量元素的碳化物,經(jīng)外理可使軋制鋼板的拉拉強(qiáng)度達(dá)420牛頓/毫米平方,能夠深拉延,變形性好,可制成很薄的鋼板,鋼板厚度可小到0.5毫米以下。在這些薄鋼板上通過電鍍等工藝,涂復(fù)鋅合金后再涂復(fù)一層塑料,既有鋼的高強(qiáng)度又有鋅、塑料等材料的耐腐蝕性,總質(zhì)量(重量)又等同于鋁合金,十分適宜汽車使用。目前這種具有耐腐蝕鍍層的高強(qiáng)度鋼板已應(yīng)用在現(xiàn)代轎車上。
除了高強(qiáng)度薄鋼板外,現(xiàn)在還出現(xiàn)一種新型材料“泡沫金屬”!芭菽饘佟笔20世紀(jì)90年代末才出現(xiàn)的新型材料,但應(yīng)用速度很快,有些新車型已經(jīng)采用了這種材料!芭菽饘佟敝饕概菽X合金,它由粉末合金制成。通常的粉末合金是用粉末壓制成形,或用金屬粉未及塑料的混合物注射模制成形。在除掉分型劑及增塑劑之后,將壓制的坯件燒結(jié)(一種溫度在1000℃左右的熱處理方式),使它們具有一定的特性。燒結(jié)的性質(zhì)及應(yīng)用范圍在很大程度上取決于孔隙率的大小。泡沫鋁合金密度很小,當(dāng)承受很大的外力而變形壓縮后,當(dāng)外力撤去,憑著它自身的彈性可恢復(fù)到原來的形狀,有點(diǎn)象橡膠。
專家認(rèn)為,若外來總能量假定為100%,泡沫鋁合金變形量為它的60%時(shí),可承受外來總能量的60%。由于它本身具有一定的強(qiáng)度,可以經(jīng)過多次這樣的變形循環(huán)而不會(huì)損壞。“泡沫金屬”的重量很輕,密度只是鋁合金材的1/4以下,熱膨脹系數(shù)與鋁合金材料一樣,熱導(dǎo)率又相當(dāng)?shù),加上它的變形恢?fù)性能極佳,又有一定的強(qiáng)度,因此受到汽車業(yè)的重視,可以在輕量化及安全性方面顯示優(yōu)勢(shì)。
目前用泡沫鋁合金做成的汽車零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、行李廂蓋、翼子板等。在安全性設(shè)計(jì)中,將泡沫金屬用作吸收碰撞能量的主要材料是十分適宜的。因?yàn)槟壳捌嚨陌踩O(shè)計(jì)不但要考慮乘用人的安全,還要考慮到其外車輛及行人的安全,即當(dāng)一旦發(fā)生碰撞時(shí)既可最大程度地保護(hù)自己又要最大程度地保護(hù)他人,因此在車身易發(fā)碰撞區(qū)域采用泡沫金屬是一種很好的選擇。現(xiàn)在已有一種“三明治”式的夾心零部件,部件里面用“泡沫金屬”材料,外面再包裹上很薄的其它硬質(zhì)金屬材料,這樣使表面具有一定的硬度,牢固耐磨,內(nèi)部又能吸收變形能量。“泡沫金屬”的種類也是比較多,除了泡沫鋁合金外,還有泡沫鋅合金、泡沫鋼等等,用處各異。“泡沫金屬”在汽車上的應(yīng)用前景十分誘人。
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