亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        全塑汽車尾門材料的研究進(jìn)展

        2021-08-15 00:52:53宋偉華梁娜王華何璟姚晨光
        汽車零部件 2021年8期
        關(guān)鍵詞:改性復(fù)合材料汽車

        宋偉華,梁娜,王華,何璟,姚晨光

        (合肥杰事杰新材料股份有限公司,安徽合肥 230601)

        0 引言

        近年來,各國陸續(xù)制定和實施了越來越嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放法規(guī)。美國從1990年開始執(zhí)行Tier 0排放標(biāo)準(zhǔn);1994年開始執(zhí)行Tier 1排放標(biāo)準(zhǔn);從1999年開始執(zhí)行Tier 2排放標(biāo)準(zhǔn),此后多次對其中的限值進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。歐洲從1993年開始實施歐洲I號(EU I)法規(guī),沿用至今的歐III、歐IV、歐V、歐VI等標(biāo)準(zhǔn)就是從這里開始的。歐盟在2009年通過了法規(guī),旨在控制CO2的排放,其遠(yuǎn)期目標(biāo)是到2020年,CO2排放控制在95 g/km。從2001年開始,我國參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)先后出臺了中國I階段、中國II階段……。目前我國把國VI擺上了議程,預(yù)計在2020年在全國范圍內(nèi)實施國VI標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)研究結(jié)果,汽車質(zhì)量每下降10%,燃油效率能提高6%~8%不等;汽車質(zhì)量每下降100 kg,CO2排放降低8.5 g/km。因此汽車輕量化是降低汽車碳排放、提高燃油效率的最有效措施之一[1-6]。

        全塑尾門作為一項新興的輕量化技術(shù)方案,因其優(yōu)異的輕量化效果而受到各大主機(jī)廠的青睞。汽車尾門的材料已經(jīng)由傳統(tǒng)鋼制尾門,經(jīng)復(fù)合材料尾門向全塑尾門的方向發(fā)展,整件減重超過40%,生產(chǎn)效率也有質(zhì)的提升。隨著科技發(fā)展和塑料改性技術(shù)的進(jìn)步,全塑尾門有著廣闊的發(fā)展前景,本文作者主要對全塑汽車尾門材料的選材方案和研究現(xiàn)狀展開綜述。

        1 全塑尾門應(yīng)用現(xiàn)狀

        經(jīng)調(diào)研,目前全塑尾門模塊已經(jīng)在多款車型上成熟量產(chǎn),還有一部分在開發(fā)研究中,即將上市。2012年雷諾新Clio,其內(nèi)板是長玻纖增強(qiáng)聚丙烯(PP-LGF)材料,噴漆的外飾板采用30%滑石粉增強(qiáng)聚丙烯(PP)材料;2013標(biāo)致新308的尾門,內(nèi)板采用PP-LGF材料,外板是PP材料,材料供應(yīng)商是SABIC;2013年日產(chǎn)第三代X-trail,內(nèi)板采用30% PP-LGF材料,外板為PP材料;2014年寶馬i3使用麥格納開發(fā)的全塑尾門,內(nèi)板是40% PP-LGF材料,外板是PP材料;2017年奇瑞eQ1電動汽車尾門,應(yīng)用的是SABIC的PP-LGF材料;2017年東風(fēng)風(fēng)神AX4采用延鋒彼歐自主開發(fā)的全塑尾門,內(nèi)板采用PP-LGF材料,外板采用PP材料??梢钥闯?,已量產(chǎn)車型的塑料尾門,內(nèi)板采用的均為PP-LGF材料,外板均為PP材料。

        2 全塑尾門板材料

        全塑尾門的內(nèi)板和外板都采用改性塑料,部件全部使用注塑工藝成型,然后使用涂膠工藝進(jìn)行裝配,保證尾門的結(jié)構(gòu)性與外觀性要求。全塑尾門材料選材原則:

        (1)良好的抗沖擊性能,能吸收低速撞擊中的大部分沖擊力,保護(hù)乘客安全;

        (2)良好的尺寸穩(wěn)定性,裝配縫隙小,在長期的工作中不變形;

        (3)良好的流動性,滿足注塑加工工藝的要求,保證車身良好外觀;

        (4)良好的加工性能,造型自由度高,便于注塑模具設(shè)計;

        (5)良好的耐熱性,防止在高溫暴曬下變形、老化等;

        (6)價格低廉,可以有效降低使用成本;

        (7)密度低,減重明顯,以利于汽車輕量化設(shè)計;

        (8)易加工,開發(fā)和生產(chǎn)周期短,易維修。

        2.1 全塑尾門內(nèi)板材料

        尾門內(nèi)板是承力結(jié)構(gòu),需要滿足尾門的功能性要求,內(nèi)板材料在選材時需要考慮尾門整體的剛度目標(biāo)和其他零件的安裝需求[7]。

        玻纖具有高強(qiáng)輕質(zhì)、抗腐蝕、耐高溫、電絕緣性能好等多種優(yōu)點,是常用的增強(qiáng)材料原料之一。將玻纖添加至熱塑性樹脂中,可以有效地提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。研究資料表明,為了使玻纖在熱塑性樹脂中很好地起到提高強(qiáng)度的作用,必須使玻纖長度大于其臨界長度,就玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料而言,其臨界長度為3.1 mm。PP-LGF材料中玻纖單向排布且其長度與樹脂粒料長度相同,其粒子中玻纖長度一般在10~25 mm,經(jīng)過注塑等工藝后部品中形成玻纖長度大于3.1 mm,超過其臨界長度,增強(qiáng)效果顯著。PP-LGF材料密度低,力學(xué)性能優(yōu)異,耐腐蝕、耐蠕變、耐疲勞,尺寸穩(wěn)定性好,特別是材料的低溫抗沖擊性能極為優(yōu)異,能滿足汽車尾門內(nèi)板的力學(xué)性能要求。

        馬秋等人[8]針對汽車后尾門的應(yīng)用需要,開發(fā)出不同玻纖含量的PP-LGF材料,并對其進(jìn)行了力學(xué)行為研究,對PP-LGF30材料在不同的拉伸速率下進(jìn)行了對比,并研究了不同潤滑體系對材料力學(xué)性能的影響。其研究結(jié)果表明PP-LGF材料中增強(qiáng)組分玻纖在含量30%~50%范圍內(nèi),隨著玻纖含量的上升,材料的力學(xué)性能,包括拉伸性能、彎曲性能和韌性都有不同程度的提高。高的應(yīng)變速率會提升PP-LGF材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。

        閆溥等人[9]依據(jù)全塑尾門的性能要求,通過特制的浸漬設(shè)備制備PP-LGF材料。其研究結(jié)果表明材料的拉伸性能、彎曲性能和韌性隨著玻纖含量的增加而增大,且基體樹脂流動性越好,玻纖保留長度越長,復(fù)合材料的力學(xué)性能越優(yōu)異。在玻纖含量為40%時,在滿足剛性的同時,又能最大化地實現(xiàn)塑料尾門的輕量化。研究結(jié)果還表明表面極性劑HT-17的添加能明顯提高材料的黏結(jié)性能,當(dāng)其添加量為3%時,玻纖含量為40%的復(fù)合材料的表面張力為48 N/m,制品的剪切強(qiáng)度為1.65 kJ/m2,界面破壞形式為80%膠內(nèi)囊破壞,復(fù)合材料性能滿足全塑尾門要求。

        王韜等人[10]對當(dāng)前量產(chǎn)車型的塑料尾門內(nèi)板的兩種主要材料SMC和PP-LGF材料進(jìn)行了對比研究,從塑料尾門的扭轉(zhuǎn)剛度、材料物理性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計、質(zhì)量收益、生產(chǎn)設(shè)備等5個方面對比了兩種塑料尾門的差異。其研究結(jié)果表明大尺寸尾門由于扭轉(zhuǎn)剛度的限制,必須采用熱固性SMC材料模壓工藝,而小尺寸尾門則由于可以獲得好的VOC以及可回收性原因,建議采用熱塑性PP-LGF40材料,同時尾門需要增加金屬加強(qiáng)件。

        邵萌等人[4]對PP-LGF塑料尾門與金屬尾門進(jìn)行了對比。PP-LGF材料的強(qiáng)度沒有金屬高,但是通過改變厚度或者優(yōu)化結(jié)構(gòu)完全可以達(dá)到與金屬相同的強(qiáng)度,并且質(zhì)量更輕。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化,PP-LGF材料完全可以達(dá)到金屬尾門的強(qiáng)度要求。塑料尾門與金屬尾門相比:(1)減重為25%~30%;(2)集成度高、設(shè)計性強(qiáng)、降低造車成本;(3)復(fù)原性好,用車成本少。

        尾門內(nèi)板主要作用是承載和提供強(qiáng)度剛度支持。PP-LGF材料在滿足部品剛度目標(biāo)的同時,能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性,比如可成型形狀復(fù)雜的部件,集成零部件使用數(shù)量,節(jié)約模具成本,減少能耗,簡化裝配工序,適用于汽車輕量化部件,是全塑尾門內(nèi)板設(shè)計方案的首選用料。上述研究為PP-LGF材料國產(chǎn)化并在全塑尾門上應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

        2.2 全塑尾門外板材料

        塑料具有熱脹冷縮的特性,固體物質(zhì)的溫度每改變1 ℃時,其長度的變化和它在原溫度時長度之比,叫做“線性膨脹系數(shù)(CLTE)”。

        塑料尾門外板需要選擇與內(nèi)板CLTE接近的材料,以免出現(xiàn)變形導(dǎo)致外觀缺陷,各種材料之間的CLTE匹配是全塑尾門設(shè)計上最關(guān)鍵的部分,直接關(guān)乎整個尾門安裝以及后期壽命,甚至是整車安全[11]。

        為保證車身良好的外觀和手感,尾門外板一般選礦物填充改性PP材料。目前市場上PP-LGF材料的CLTE一般在4×10-5K-1左右,而普通礦物改性PP材料的CLTE在8×10-5~10×10-5K之間[12]。兩者的CLTE差異太大,注塑的部品尺寸難以匹配,限制了其在尾門外板上的應(yīng)用,礦物改性PP材料CLTE高的缺陷問題亟待解決。

        吳國峰等[13]綜述了影響車用PP材料CLTE的因素以及降低方法。PP樹脂、彈性體、填料和成核劑對CLTE的影響較大。提高PP樹脂結(jié)晶性和分子鏈取向,降低彈性體粒徑使彈性體與PP基體形成雙連續(xù)結(jié)構(gòu),添加無機(jī)填料和成核劑均可降低聚丙烯材料的CLTE。

        俞飛等人[14]針對乘用車的輕量化、以塑代鋼的需求進(jìn)行聚丙烯研究,對不同種類填料、不同填料含量、不同種類PP、不同黏度增韌劑、不同增韌劑含量進(jìn)行系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明隨著滑石粉和晶須含量增加PP復(fù)合材料的收縮率和CLTE不斷下降,其中當(dāng)滑石粉和晶須含量達(dá)到40% 時復(fù)合材料的CLTE可以達(dá)到3×10-5K-1級別;隨著增韌劑含量的不斷增加PP復(fù)合材料的收縮率和CLTE不斷下降,增韌劑含量達(dá)到30% 以上時,復(fù)合材料的CLTE可以達(dá)到3.0×10-5K-1以下。這種PP 復(fù)合材料收縮率低、線性膨脹系數(shù)低,對于汽車輕量化有著重要的意義,有望用于汽車尾門外板、翼子板等以塑代鋼輕量化部件。

        馬秋等人[15]為研究一種適用于汽車尾門板的熱塑性材料,以乙烯-辛烯共聚物為增韌劑,滑石粉為無機(jī)填料,通過熔融共混法制備了增強(qiáng)改性PP復(fù)合材料。其研究結(jié)果表明,在高速拉伸下,隨著拉伸速率的提高,材料的拉伸強(qiáng)度升高,斷裂伸長率先升高后降低;在非高速拉伸下,隨著拉伸溫度的降低,材料的拉伸強(qiáng)度增大。隨著滑石粉含量的增加復(fù)合材料的彎曲模量增大,沖擊強(qiáng)度降低,CLTE減小,結(jié)合汽車尾門板材料的綜合性能及汽車輕量化要求,滑石粉的最佳添加量為20%。其研究結(jié)果為尾門零部件計算機(jī)輔助工程(CAE)分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

        閆溥等人[16]以全塑尾門所用的低CLTE的PP+EPDM-TD30材料為研究對象,研究了PP種類、POE種類、滑石粉粒徑和表面極性劑用量對材料性能、CLTE和黏結(jié)性能的影響。研究結(jié)果表明,以BX3800為基體樹脂,Solumer 8613L為增韌劑,AHCP250為增強(qiáng)填料,HT-17用量達(dá)到3%時,復(fù)合材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性,極低的CLTE,性能滿足汽車塑料尾門專用料的要求。

        上述研究的成果均為低CLTE材料,為汽車尾門材料的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。只有降低PP材料的CLTE,使其尺寸穩(wěn)定性提高,才能改善裝配效果,提升部品的裝配安全性,將其應(yīng)用于生產(chǎn)汽車尾門外板。經(jīng)過特殊改性后,PP材料CLTE可以達(dá)到2×10-5~5×10-5K-1之間,這樣與PP-LGF材料或部分金屬材料的線膨脹系數(shù)接近,不同材料生產(chǎn)的零部件裝配時,尺寸精度可以得到保障。

        3 結(jié)束語

        以塑代鋼已經(jīng)成為汽車輕量化的重要手段之一,全塑尾門是以塑代鋼的典型案例,是當(dāng)前汽車新材料應(yīng)用的研究熱點。全塑尾門具有設(shè)計自由度高、成型工藝性好、生產(chǎn)周期短、外形美觀、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好,同時輕量化效果顯著等優(yōu)點??梢灶A(yù)期,未來的塑料尾門,內(nèi)板用PP-LGF材料,外板用低CLTE改性PP材料,然后內(nèi)外板復(fù)合為成品,將會成為未來的發(fā)展趨勢。

        目前國內(nèi)塑料尾門材料開發(fā)還處于起步階段,已經(jīng)量產(chǎn)的全塑尾門大部分使用的還是進(jìn)口原料,國產(chǎn)材料在全塑尾門上的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程與應(yīng)用開發(fā)相對滯后。隨著國內(nèi)科研人員對PP-LGF材料和低CLTE改性PP材料進(jìn)行深入研究并實現(xiàn)技術(shù)突破,國產(chǎn)材料也能夠滿足塑料尾門的應(yīng)用需求。相信通過一系列的試驗、研究和嘗試后,塑料尾門產(chǎn)業(yè)環(huán)境日漸成熟,國產(chǎn)材料在汽車尾門中的應(yīng)用會越來越廣泛。

        猜你喜歡
        改性復(fù)合材料汽車
        民機(jī)復(fù)合材料的適航鑒定
        汽車的“出賣”
        復(fù)合材料無損檢測探討
        電子測試(2017年11期)2017-12-15 08:57:13
        P(3,4HB)/PHBV共混改性及微生物降解研究
        中國塑料(2016年12期)2016-06-15 20:30:07
        汽車們的喜怒哀樂
        ABS/改性高嶺土復(fù)合材料的制備與表征
        中國塑料(2015年11期)2015-10-14 01:14:14
        聚甲醛增強(qiáng)改性研究進(jìn)展
        中國塑料(2015年9期)2015-10-14 01:12:17
        聚乳酸擴(kuò)鏈改性及其擠出發(fā)泡的研究
        中國塑料(2015年4期)2015-10-14 01:09:19
        3D 打印汽車等
        決策探索(2014年21期)2014-11-25 12:29:50
        TiO2/ACF復(fù)合材料的制備及表征
        久久九九国产精品怡红院| 国产成人av三级三级三级在线 | 国产精品久久婷婷婷婷| 国产少妇露脸精品自拍网站| 男人天堂网2017| 亚洲丁香五月天缴情综合| 国产精品亚洲欧美天海翼| 女人做爰高潮呻吟17分钟| 国产精品一区二区三区精品| 亚洲国产综合精品一区| 成人艳情一二三区| 人妻影音先锋啪啪av资源| 国产精品深夜福利免费观看| 91精品福利一区二区三区| 美女扒开大腿让男人桶| 精品人妻一区二区三区四区| 中文无码日韩欧免费视频| 日本一区二区免费看片| 国产乱人对白| 亚洲日韩乱码中文无码蜜桃臀| 美女视频永久黄网站免费观看国产| 国产三级精品和三级男人| aa片在线观看视频在线播放| 亚洲Va欧美va国产综合| 日韩少妇人妻一区二区| 免费黄片小视频在线播放| 伊人久久大香线蕉亚洲五月天| 亚洲中文av一区二区三区| 日韩精品资源在线观看免费| 色综合久久蜜芽国产精品| 麻豆国产人妻欲求不满谁演的| 国产高清一级毛片在线看| 美女露出奶头扒开内裤的视频| 国产欧美日韩精品专区| 国产成人精选在线不卡| 久久精品亚洲熟女九色| 国产极品粉嫩福利姬萌白酱| 国产三级在线观看免费| 中文熟女av一区二区| 熟女中文字幕一区二区三区| 国产综合无码一区二区色蜜蜜|