文档介绍：关于轿车车身用材料的认识
——学****笔记及认识总结
李良
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车辆工程
轿车车身是轿车的重要组成部分,由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环境,其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。因此,车身材料既要满足车身设计、生产(制造)、装配、维护方面的要求;还要满足使用、安全等方面的要求,即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接,易加工成型等方面的要求,所以轿车车身用材料种类较多。
车身用材料大致可分为二大类:
金属材料:钢板、铸铁等重金属材料;铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料
非金属材料:工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等
轿车车身材料的使用分类:
1、钢板:热/冷轧钢板、表面处理(镀覆)钢板、不锈钢板、高强度钢板等
2、轻金属材料:铝板、铝合金、镁合金、钛合金等
3、复合材料:玻璃纤维增强材料(GFRP)、碳纤维增强材料(GFRP)等
4、非金属材料:玻璃、塑料、橡胶、皮革、人造革、化学纤维等
5、衬垫材料:皮革、纸板、软木、石棉、人造革、泡沫塑料等
6、涂装材料:(构成:油料、树脂、颜料、稀释剂、辅助材料)底漆、面漆、腻子、辅助材料等
7、内饰材料:各类织物、皮革,软质材料,塑料等
8、胶粘剂:密封胶、粘接剂等
一、轿车车身用钢板
钢板的主要性质有:可塑性、弹性、加工硬化等
热轧软钢板:%以下,硬度低、抗拉强度不高。主要用于挡泥板、地板、行李箱铰链、保险杠等。
冷轧软钢板:相比热轧软钢板加工性能好,且表面美观。如Q215、碳钢和低合金结构钢冷扎钢板、10F、08F、优质碳素结构钢冷轧薄钢板等,用于车身外板、零件的外壳、车顶板、行李箱盖、发动机罩、车门内外板、保险杠、挡泥板等。
高强度钢板:抗拉强度相当高,具有很强的抗破坏能力。用于车身外板、翼子板等。
表面处理钢:镀锌钢板、锌粉漆涂装钢板等,防腐蚀性能好。用于车门、车顶内衬板、下护板、车身底部等。
汽车车身用钢(3类):
汽车车身外板用钢:
汽车车身外板用钢主要用于制造前、后、左、右车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等零件。汽车车身外板应具很好的成形性,抗腐蚀性和抗凹性以及良好的点焊性,汽车车身外板多用镀层板,以满足汽车外板4 年运行无锈斑的防腐要求(最近欧洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能与汽车同寿命) ,为了提高抗凹性,汽车外板的钢板多用BH 钢(烘烤硬化钢) , IF 增磷钢以及高成形性的冷轧退火双相钢(如DP30260 等) ,以减薄厚度,保证抗凹性;涂层板多用热镀锌板、热镀锌铁板、电镀锌板以及电镀锌- Ni 板等,用合金镀层板的目的是减薄镀层厚度,提高结合力,改善点焊性,减少焊接车间锌污染。
汽车车身内板用钢( 四门两盖的内板用钢):
汽车车身内板零件比外板形状更为复杂,要求车身内板用钢应具有更高的成形性和深冲性能,因此车身内板多用冲压成形性和深冲性能优良的IF钢,少量用IF - 增磷钢;其镀层要求与外板类同,热镀Zn2Fe 板或电镀Zn2Ni 板;由于合金镀层较薄,为防止运输或冲压时对镀层的损伤,通常在镀层板的表面再涂一层有机薄膜,既保护镀层,又改善冲压性能,并可减少冲压摩擦和镀层损伤,改善板材成形性。
汽车车身结构件用钢—先进高强度钢:
高强度钢板的种类主要有:
加Si、Mn、P等固溶强化型;
加Nb、Ti、V等析出硬化型;
复合组织型、双相型和回复退火型等。
高强度钢板的抗拉强度一般在600N/m㎡以上,其破坏强度为低碳钢板的2~3倍。
车身结构件或者白车身(BIW) ,既和汽车碰撞安全有关,又和汽车轻量化密切相关;因此选材要求既有高强度,又有良好的塑性。先进高强度钢(ad2vanced high st rength steel ,AHSS) 由于具有较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,力学性能更加均匀,因而其回弹量的波动小;同时这类钢具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命;因此采用这类钢具有更多的降低板厚、减薄规格的可能。
具体钢种举例(9种):
1、超深冲IF 冷轧钢板
在碳≤0. 008 %的超低碳钢中, 加入足够量的强碳、氮化合物形成元素钛和铌, 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) ) ,钢中无间隙原子存在,这种钢称为“无间隙原子钢”,即Interstitial Free Steel ,缩写成IF 钢。
工业生产超低碳IF 钢, 若不经过钛或铌微合金化处理,其(111) 退火织构不强, r 值不高,因为微合金化处理是为了消除固溶体中的碳、氮间隙原子,得到纯净的铁素体基体。钢中加入钛和铌的量, 要使钢中的C、N原子被完全固定, 而纯净的铁素体中