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汽车行业使用复合材料主要有以下几种

信息来源:www.gradhj.com | 发布时间:2020年11月10日

1.金属基复合材料


金属基复合材料除了具有高比强度、高比模量和低热膨胀系数等特点,它还有耐高温、防燃、横向强度和刚度高、不吸潮、高导热和高导电以及抗辐射性能好的特点。在汽车行业,采用颗粒增强和短纤维增强的铝基和镁基复合材料,主要用在汽车制动盘、制动鼓、保持架、驱动轴和发动机零件上。铝基复合材料也用于刹车轮上。钛基复合材料主要作为制造涡轮发动机的材料,这种材料加工中主要的问题是刀具磨损快,出口易碎裂。通常我们会采用PCD刀具进行加工。但对于部分材料中还有颗粒不均匀的材质,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.陶瓷基复合材料


它具有耐高温、耐腐蚀性好、膨胀系数低、隔热性能好、密度低等特点,且资源丰富,应用前景非常广阔,尤其适合使用在易磨损的部件上。我们已成功应用在轿车发动机的涡轮增压器上,也有用于轴承、刹车片、气缸盖、活塞和排气管上的。但是阻碍陶瓷基复合材料发展的主要因素是价格和可靠性,如何降低成本和提高可靠性,是世界各国正在努力研究的课题。它与金属基复合材料类似,切削加工时很大的问题也是刀具的磨损。国内大多使用磨削的方式来加工,但磨削效率比较低。目前在较好的加工工况下,逐步使用PCD刀具和CVD涂层刀具来代替磨削加工。


3.纤维增强树脂基复合材料


根据增强纤维的不同,纤维增强树脂基复合材料又可分为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维树脂基复合材料。近期又有了更环保的玄武岩纤维树脂基复合材料。树脂基复合材料具有比模量高、比强度高、耐腐蚀、可设计性强以及综合经济效益明显等特点,已经成为汽车轻量化的主要材料。纤维增强型材料,在机械加工中相对比较困难,容易产生毛刺、分层、树脂烧熔及刀具磨损等问题。一般多采用交互式刃型设计的CVD涂层的硬质合金刀具。


汽车行业使用复合材料主要有以下


(1)玻璃纤维增强塑料(GFRP)。成本较低廉、资源丰富、耐腐蚀性和降噪效果好是目前汽车上应用较多的材料,主要用于发动机、发动机周边、车身及内饰的部分。例如:通用公司用玻璃钢制造轿车发动机气门罩、油底壳齿轮室盖、进气管护板等。也可用于车身结构的骨架、梁柱和覆盖件以及汽车内饰的仪表盘、裙板、仓门板等。目前在加工中主要出现的问题多是毛刺问题。主要要采用锋利刃型的刀具,快速切断纤维。


(2)碳纤维增强复合材料(CFRP)。凭借它优良的强度和刚度,CFRP是制造汽车车身、底盘等主要结构件的轻材料,可很好的降低汽车自重并提高汽车性能。例如:宝马、福特、保时捷、通用等公司都将CFRP用于车身和车顶棚等的生产。CFRP也是比较难加工的材料,尤其是单向带式的CFRP,极易产生分层,所以在采用锋利的刀具同时,还需在刃型设计上和参数的设定上减小切削力,避免材料表面的分层。


(3)芳纶纤维材料。芳纶纤维材料强度高,一般用于汽车的防弹设备和高速列车的前突部分。由于它的成本高,所以主要是以航空航天应用为主, 汽车行业较少使用。


(4)玄武岩纤维复合材料。具有可自然降解、与环境相容性好的优点,既符合汽车向高性能方向发展,又复合绿色环保的要求。它特有的高热稳定性和化学稳定性可用于汽车的摩擦增强材料和高温过滤材料及内饰材料。这种材料较好加工,主要需要控制加工温度,避免树脂烧熔问题。


(5)玻璃纤维热塑树脂复合材料(GMT)。这种复合材料密度低、强度高、可回收,具有高流动性能,可以设计成复杂的零件,减少加工量。热塑性复合材料机械加工性能好,但刚性、耐热性、尺寸稳定性比热固性复合材料要差。这种材料由于成型好,大大减少了机械加工量,加工这样的材料可选用锋利的大排屑槽硬质合金刀具。