汽车保险杠材料的选择与加工(复合材料)

汽车保险杠材料的选择与加工作者：刘小明（单位：湖北汽车工业学院）Abstract】Carlightweighttechnologyconnotationis:usingmodernmethodandeffectivewaytooptimizetheautomotiveproductdesign,ortheuseofnewmaterialsonthepremiseofensuretheautomobilecomprehensiveperformanceindex,reduceautomobileproductsasitsweight,weightloss,inordertoachievecomprehensiveindicatorofconsumption,environmentalprotectionandsafety.Inordertoreachthegoalofautomobileenergyconservationandemissionsreduction,thispaperselectedtwokindsofseacomposite(GMT)toreplacethetraditionalmetalmaterialsusedinthecarbumper,andanalyzethemassessment,finaldecisiononeofthesematerials.Atthesametimetheprocessingmoldingtechnologywereexpounded,finallythroughtheanalysisofthismaterialcanbeusedasacarbumperreplacementmaterials.【【keywords】bumpercomposite GMTMMC.【正文】一、保险杆的材料及其性能要求1.1保险杠：是吸收缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置，正常情况下保险杠暴露于空气之中。所以保险杠的失效方式主要是腐蚀、擦伤、开裂、1.2现在的轿车前后保险杠除了要满足上述功能外，还要追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体，从外观上看，可以很自然地与车体结合二、替代材料的物化特性及制备近代科学高新技术的迅速发展，特别是在汽车发展的应用领域，对材料的要求越来越高。除了要求材料具有高强度、高模量、耐辐射、地热胀、低密度、可加工性外，还对材料的韧性、耐磨及耐腐蚀等理化性能提出种种特殊要求，对目前单一的某种材料而言是很难达到要求的。采用复合技术，把一些不同的材料复合起来，取其所长来满足这些性能要求。金属基复合材料就是在这种前提下应用而生。金属基复合材料（MMC）金属基复合材料（MMC）合材料的研究和发展，能使我们对它的材料性能有进一步的了解和掌握。下面是金属基复合材料的一些参数。3中类0.01~0.1微米的细微颗粒分散相材料，由于其有阻止复合材料为错的能力，故起增强作用。对于直径在0.01~0.1微米以下的细微颗粒分散相材料，则具有抵抗复合材料变形或阻止其硬化的能力，从而起到增强作用。金属基复合材料（MMC）有着明显优于传统材料的特殊工程性能。高比强度和高比模量在金属集体中加入适量高比强度、高比模量、低密度的纤维、晶须、颗粒等增强物，能明显提高复合材料的比强度和比模量。密度只有1.85g/立方厘米的碳纤维的最高强度可达到7000MPa，比铝合金强度高出十倍以上，石墨纤维的最高模量可达91GPa。加入质量分数30%~50%高性能纤维作为复合材料的主要承载体，复合材料的比强度、比模量成倍的高于基体合金或金属的比模量。导热及导电性能60%以上的体积分数，因此仍保持金减少构件受热后产生的温度梯度。热膨胀系数小，尺寸稳定性好良好的高温性能金属基复合材料具有比金属集体更好的高温性能，特别是连续纤维增强金强金属的高温性能可保持到接近金属熔点。耐磨性好良好的疲劳性能和断裂韧性金属基复合材料的疲劳性能和断裂韧性取决于纤维等增强物与金属集体的提高材料的断裂韧性。不吸潮、不老化金属基复合材料性质稳定，组织致密，不存在老化、分解、吸潮等现象，也不会发生性能的自然退化。金属基复合材料的制备方法合法和原始复位法。扩散粘合法但制品质量好。铸造法备金属基复合材料，工艺比较简单，制品质量也较好，所以受到普遍的关注。叠层复合法束外延方法交替地将不同的金属或金属与陶瓷薄层叠合在一起构成金属基复合材料。这种复合材料性能很好，但工艺复杂难以实用化。原位自生复合法金属基复合材料的原始复合工艺基本上能克服其它工艺中常出现的一系列问题，如基体与增强体侵润不良、界面反应产生脆性、增强体分布不均匀、对微小的增强体极难进行复合等。其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生长法等。直接氧化法是由氧化性气体在一定的工艺条件下使金属合金液直接氧化形成复合材料。直接氧化稳定比较高，达到1600K，添加适量的合金元素如Mg/Si等，可使反应速度加快。自蔓延法是利用金属—金属之间或金属—化合物之间发生的放热反应在金材料。方式向前推移并生长，以形成复合材料组织。GMTGMT是玻璃纤维毡增强热塑性塑料片的英文简称。其所有的基体树脂主要是聚丙烯树脂，玻璃纤维的含量一般在20%~45%之间，属于热塑性复合材料，与传统的热固性复合材料相比，其成型周期短、韧性好、密度低、可回收利用，被称为21世纪绿色工业材料，其应用领域比较广泛。GMT的主要原料是玻璃纤维、PPPPPPPPPPPPGMTPP熔化后，将GMTGMT材料加工成所需尺寸的试样，留待测试。PPGMT的影响主要是极性基团的引入，是玻璃纤维与PP之间的范能够更好地侵渍玻璃纤维，使其ILSSGMTGMTGMT偶联剂。在分散体系中加入偶联剂后，GMT材料的剪切性有所提高。PPGMT/树脂间形成可变形的紧密界面层，使纤维/剪切强度。GMT材料的性能GMT材料的应用总结下来有具有以下优点：比强度高 GMT的强度和手糊聚酯玻璃钢制品相似，其密度为1.01~1.19g每立方米，比热固性玻璃钢cm 3)小，因此，它具有更高的比强度。轻量化、节能GMT增大，能耗降低。耐冲击性能好GMTSMC高2.5~3.0力作用下，SMC、刚和铝均出现凹痕或裂纹，而GMC却安然无恙。高刚性（GMTGF织物、即使有10mgh持原形。除了优异的物理/机械性能之外，作为总成部件，GMT材料产品—体化供货，可以大大提高主机厂对供应商的管理效益。抗疲劳性能好、抗裂纹扩展能力强GMT材料吸收微裂纹扩展能阻尼大，减震性能优越GMT材料中热塑性树脂基体分子链及其链能量（如声能、机械振动能等，从而赋予材料良好的隔音、减震等性能。抗湿热老化性能优越 湿热环境很难造成聚丙烯等聚烯烃材料的降解侵渍良好，以聚丙烯为基体的GMT材料抗湿热老化性能非常优越，60摄度的水中放置1200小时，材料的力学性能下降不明显。成型容易、周期短GMT热熔化，冷却凝固的过程。比一般的热固性复合材料成型容易、周期短。GMT与钢材对比的有点耐蚀性好；抗冲击性能好；设计自由度大，易于实现复杂制件一次成型。GMT的制备方法：目前，GMT材料的制备方法，大体上可分为两类，即熔体浸渍法和抄纸法。1）熔体浸渍法PPPPPP的不同片材，供模压制造。GMT材料时，玻璃纤维的种类不同，GMT材料的抄纸法GMT和薄壁结构的部件，它是将端切长度在6mm和25mm范围内的玻璃纤维、pp粉PP熔点温度下进行热压，使之融合在一起。用抄纸法制作GMT三、车用保险杠的材料的确定GMT金属基复合材料普遍存在制备成本问题。在制备过程中，制备工艺复简化制造工艺，降低制造成本，增强复合材料的市场竞争力。金属基复合材料的优劣性依赖于增强体与基体的结合及增强体的分布强体湿润差甚至不湿润，这就给金属基复合材料的制备带来了困难。研究表明，添加合金元素及提高液态金属温度会提高增强体与基体的湿润性，但该做法会提高成本或牺牲复合材料的性能，且润湿效果并不十分明显。在较高的温度下制备金属基复合材料，基体与增强体之间不可避免发难之一。如何使其分布均匀也同样决定着复合材料的性能。GTM回收再利用，所以，GTM是比较合适的车用保险杠的替代材料。四、结论经实验室试验可知GMT材料是较为合适的车用保险杠的替代材料，下是 典 型