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汽車行業使用復合材料主要有以下幾種

信息來源:www.akcakocahaber.com | 發布時間:2020年11月10日

1.金屬基復合材料


金屬基復合材料除了具有高比強度、高比模量和低熱膨脹系數等特點,它還有耐高溫、防燃、橫向強度和剛度高、不吸潮、高導熱和高導電以及抗輻射性能好的特點。在汽車行業,采用顆粒增強和短纖維增強的鋁基和鎂基復合材料,主要用在汽車制動盤、制動鼓、保持架、驅動軸和發動機零件上。鋁基復合材料也用于剎車輪上。鈦基復合材料主要作為制造渦輪發動機的材料,這種材料加工中主要的問題是刀具磨損快,出口易碎裂。通常我們會采用PCD刀具進行加工。但對于部分材料中還有顆粒不均勻的材質,需要避免使用焊接PCD刀具,避免刀具因突然的外力造成刀具崩裂。


2.陶瓷基復合材料


它具有耐高溫、耐腐蝕性好、膨脹系數低、隔熱性能好、密度低等特點,且資源豐富,應用前景非常廣闊,尤其適合使用在易磨損的部件上。我們已成功應用在轎車發動機的渦輪增壓器上,也有用于軸承、剎車片、氣缸蓋、活塞和排氣管上的。但是阻礙陶瓷基復合材料發展的主要因素是價格和可靠性,如何降低成本和提高可靠性,是世界各國正在努力研究的課題。它與金屬基復合材料類似,切削加工時很大的問題也是刀具的磨損。國內大多使用磨削的方式來加工,但磨削效率比較低。目前在較好的加工工況下,逐步使用PCD刀具和CVD涂層刀具來代替磨削加工。


3.纖維增強樹脂基復合材料


根據增強纖維的不同,纖維增強樹脂基復合材料又可分為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維樹脂基復合材料。近期又有了更環保的玄武巖纖維樹脂基復合材料。樹脂基復合材料具有比模量高、比強度高、耐腐蝕、可設計性強以及綜合經濟效益明顯等特點,已經成為汽車輕量化的主要材料。纖維增強型材料,在機械加工中相對比較困難,容易產生毛刺、分層、樹脂燒熔及刀具磨損等問題。一般多采用交互式刃型設計的CVD涂層的硬質合金刀具。


汽車行業使用復合材料主要有以下


(1)玻璃纖維增強塑料(GFRP)。成本較低廉、資源豐富、耐腐蝕性和降噪效果好是目前汽車上應用較多的材料,主要用于發動機、發動機周邊、車身及內飾的部分。例如:通用公司用玻璃鋼制造轎車發動機氣門罩、油底殼齒輪室蓋、進氣管護板等。也可用于車身結構的骨架、梁柱和覆蓋件以及汽車內飾的儀表盤、裙板、倉門板等。目前在加工中主要出現的問題多是毛刺問題。主要要采用鋒利刃型的刀具,快速切斷纖維。


(2)碳纖維增強復合材料(CFRP)。憑借它優良的強度和剛度,CFRP是制造汽車車身、底盤等主要結構件的輕材料,可很好的降低汽車自重并提高汽車性能。例如:寶馬、福特、保時捷、通用等公司都將CFRP用于車身和車頂棚等的生產。CFRP也是比較難加工的材料,尤其是單向帶式的CFRP,極易產生分層,所以在采用鋒利的刀具同時,還需在刃型設計上和參數的設定上減小切削力,避免材料表面的分層。


(3)芳綸纖維材料。芳綸纖維材料強度高,一般用于汽車的防彈設備和高速列車的前突部分。由于它的成本高,所以主要是以航空航天應用為主, 汽車行業較少使用。


(4)玄武巖纖維復合材料。具有可自然降解、與環境相容性好的優點,既符合汽車向高性能方向發展,又復合綠色環保的要求。它特有的高熱穩定性和化學穩定性可用于汽車的摩擦增強材料和高溫過濾材料及內飾材料。這種材料較好加工,主要需要控制加工溫度,避免樹脂燒熔問題。


(5)玻璃纖維熱塑樹脂復合材料(GMT)。這種復合材料密度低、強度高、可回收,具有高流動性能,可以設計成復雜的零件,減少加工量。熱塑性復合材料機械加工性能好,但剛性、耐熱性、尺寸穩定性比熱固性復合材料要差。這種材料由于成型好,大大減少了機械加工量,加工這樣的材料可選用鋒利的大排屑槽硬質合金刀具。
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