尼龍具有很高的沖擊強度及優(yōu)異的耐摩擦性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性、潤滑性和染色性等綜合性能,尤其是經(jīng)纖維增強或制成合金后,其強度、制品精度、尺寸穩定性等都有很大的提高,主要品種是尼龍6,尼龍66,尼龍ll,尼龍l2等產(chǎn)品。
在汽車(chē)工業(yè)中,尼龍主要應用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機及其周邊部件。發(fā)動(dòng)機周邊的零部件主要是發(fā)熱和振動(dòng)部件,要求能承受-40℃-140℃溫度,而且要耐砂石沖擊和鹽霧腐蝕,以及各種油、洗滌劑的侵蝕。
進(jìn)氣歧管
一般的進(jìn)氣歧管采用鑄鐵和鋁合金材料,20世紀80年代以來(lái),相繼開(kāi)發(fā)成功了用尼龍通過(guò)熔芯法和磨擦焊接法來(lái)制造進(jìn)氣歧管。用尼龍制造空氣進(jìn)氣歧管代表了塑料代替金屬的真正突破。由于設計的靈活性,使產(chǎn)品裝配更方便,再配以功能集成,可使主機廠(chǎng)和一級供應商在生產(chǎn)效益和成本方面獲益。與鋁合金比較,塑料進(jìn)氣歧管可以減輕40%左右的重量,生產(chǎn)成本降低20%~30%,同時(shí)通過(guò)部件集成還可以進(jìn)一步減低成本。另外,由于進(jìn)氣歧管的內壁光滑,從而有利于提高發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性和燃油的經(jīng)濟性。進(jìn)氣歧管目前主要的生產(chǎn)方法是采用振動(dòng)摩擦焊接技術(shù),也有采用熔芯法等生產(chǎn)一些復雜的、小批量的產(chǎn)品。通常尼龍進(jìn)氣歧管采用的材料是30%~35%玻璃纖維增強的尼龍6或尼龍66 , 如羅地亞公司的TECHNYL C218V30Black(尼龍6GF30)和TECHNYL A218V30Black(尼龍66GF30)都廣泛用于制造進(jìn)氣歧管。
氣門(mén)室罩蓋
氣門(mén)室罩蓋是用來(lái)保護凸輪的蓋子,同時(shí)它又能防止機油泄露和降低噪音。該部件傳統上都是用鋁或者熱固性塑料模壓制造的,但是玻璃或礦物增強的尼龍正逐漸成為這一領(lǐng)域的理想選擇。尼龍高溫下優(yōu)異的剛性、機械強度和突出的熱老化性能,可滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機艙部件苛刻的應用要求。同時(shí),由于玻纖和礦粉的和諧搭配,具有低收縮率和各向同性,因而翹曲變形小。另外,由于改性材料在溫度升高時(shí)具有比較低的熱膨脹(成型零件在通過(guò)5000h的高溫測試后蠕變很?。?,因此可以避免漏油。再者,通過(guò)焊接可以集成比較復雜的油汽分離系統,以便降低機油耗,滿(mǎn)足日益嚴格的排放標準。
冷卻及散熱系統
汽車(chē)冷卻及散熱系統是影響發(fā)動(dòng)機壽命的主要因素,特別是當今新一代強勁發(fā)動(dòng)機需要在較高的溫度下運轉,造成發(fā)動(dòng)機冷卻部件在乙二醇環(huán)境下遭到強烈的溫度和壓力變化,此時(shí)如果冷卻或散熱不良會(huì )給發(fā)動(dòng)機帶來(lái)災難性的后果。涉及汽車(chē)冷卻及散熱系統的尼龍應用主要有:散熱器水室、膨脹箱、節溫器罩殼、風(fēng)扇頁(yè)片及風(fēng)扇支架等。玻璃纖維增強尼龍66材料在相對較高的溫度下且在防凍劑環(huán)境中仍能保持其機械性能。不僅如此,為了占領(lǐng)未來(lái)的至高點(diǎn),新一代的發(fā)動(dòng)機冷卻部件用尼龍,在同等使用條件的使用壽命比標準牌號提高了70%以上,用其制造的部件可以在高達160℃的冷凍液環(huán)境下使用。
發(fā)展趨勢
縱觀(guān)國內外,發(fā)達國家己將車(chē)用塑料量作為衡量汽車(chē)設計及制造水平高低的一個(gè)重要標準眾所周知,德國是世界上汽車(chē)塑料用量最大的國家,如奧迪A2型轎車(chē)塑料總重量己達材料總量的24.6%;其改性尼龍在車(chē)用塑料的比重就越來(lái)越大。近年來(lái),在許多領(lǐng)域中,納米技術(shù)也受到普遍關(guān)注。由此推廣到了材料技術(shù),伴隨著(zhù)將材料結構控制到納米級,很多新的性能被廣泛地開(kāi)發(fā)了出來(lái),納米技術(shù)付諸應用的首批材料也正是尼龍。
今后汽車(chē)用改性尼龍的重點(diǎn)發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)結構件、外裝件用增強改性尼龍復合材料。但我國汽車(chē)行業(yè)大量應用尼龍等塑料尚存在一些問(wèn)題:
汽車(chē)用尼龍等專(zhuān)用料牌號少,產(chǎn)品性能有時(shí)不能滿(mǎn)足選材要求;
汽車(chē)用改性尼龍品種較多,材料標準混亂,不利于大批量生產(chǎn)與應用;
缺乏生產(chǎn)汽車(chē)尼龍專(zhuān)用料的領(lǐng)頭企業(yè),現有生產(chǎn)企業(yè)規模小而分散,技術(shù)水平小一,模具開(kāi)發(fā)能力差,塑料制品質(zhì)量難以保證。針對這些問(wèn)題,我國急需投入大量的人力物力、財力,以便實(shí)現汽車(chē)輕量化、以塑代鋼的愿景。
隨著(zhù)社會(huì )的飛速發(fā)展,人們日常生活節奏的加快以及價(jià)值觀(guān)的逐步轉變,作為一種動(dòng)感強烈的動(dòng)力工具,人們對轎車(chē)的安全性的要求逐步提高,與此同時(shí),人們對駕駛樂(lè )趣的追逐和對座駕要求的也逐步提高,輕便“快捷”舒適等也被列入購車(chē)的考慮范圍,那么作為汽車(chē)使用部件,尼龍具有以下優(yōu)點(diǎn):性能穩定“質(zhì)量輕”易加工成型“不生銹”維護成本低,因此一些金屬部件逐漸被尼龍所取代,改性尼龍在汽車(chē)上的用量將得到快速增。