隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成,發(fā)生了較大的變化,高密度材料的比例下降,低密度材料有較大幅度的增加,可以說,從90年代開始,汽車材料向輕量化、節(jié)省資源、高性能和高功能方向發(fā)展。
長期以來,鋼鐵一直是構(gòu)成汽車的主要材料,在汽車用鋼中,合金鋼比例較高。國外不少汽車采用含Cr、Ni、Mo等元素的結(jié)構(gòu)鋼和含Co量很高的永磁材料,而這些元素的資源都較稀缺,節(jié)約合金資源成為汽車材料開發(fā)和應(yīng)用的要點之一。
構(gòu)成汽車的零件約有2萬多個,在這些零件中,使用了各種各樣的材料。其中約86%是金屬材料,而在金屬材料中,鋼鐵材料占了80%。在90年代日本的消費量中冷軋薄板占37%,熱軋薄板33%,特殊鋼24%:另夕卜鋁鑄材料的83%都是用于汽車制造上,這對日本經(jīng)濟界的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。
汽車的車體鋼板,以前使用的是容易成型的軟質(zhì)鋼材。為適應(yīng)輕量化的需求,以后開發(fā)了高張力鋼板。這種鋼板具有成型性好、強度高并可使板厚減薄的優(yōu)點。
車身外板用的鋼板使用最多的是加磷的抗拉強度為350~400MPa的鋼板,特別是轎車上使用的鋼板,20%~50%都是高張力鋼板。目前,正在進行研究將以前鑄造的一體成型的發(fā)動機氣缸體改用鋼板沖壓成型,可大幅度減輕重量而制成輕量化(約33%)的鋼板制氣缸體。另外,驅(qū)動系統(tǒng)齒輪由于高功率輸出、輕量化、降低噪聲等的需要,對驅(qū)動系統(tǒng)齒輪提出了嚴格的質(zhì)量要求:強度好、熱處理變形小。為達到這一要求,在鋼鐵材料的制造過程中,采用了連續(xù)鑄造法。這種方法跟以前的鑄錠法相比,具有冷卻速度快、成分偏析少的優(yōu)點,它與制鋼時的真空脫氣技術(shù)組合,可以滿
足齒輪所要求的強度。連續(xù)鑄造法具有提高制鋼時的材料利用率和降低制造所耗能源的優(yōu)點,且由于制造工藝合理化也使成本有了降低。
降低成本是和提高質(zhì)量同等重要的課題,降低成本主要有兩個手段:一是減少合金元素的添加量和降低替代材料的成本??蓪r高而且價格不穩(wěn)定的含Mo的Cr~Mo鋼改用鉬添加量只有其一半的半Mo鋼和硼鋼。二是降低零件制造成本。在這里為降低零件制造所消耗的能源而采用非調(diào)質(zhì)鋼,為提高加工能力,也有采用易切削鋼。因為非調(diào)質(zhì)鋼添加了釩,控制了熱鍛后的冷卻速度,省去了淬火、回火的熱處理,故確保了強度。它可在汽車的曲軸、連接件、FF車的車輪等部分使用,其用途可望得到進一步擴大。另外,對于易切削且強度降低少而用于齒輪的低鉛、易切削鋼是一種新的易切削鋼材,它可用于小型車的變速器,并具有降低制造成本的效果。
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