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這些高性能塑料可以代替金屬用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周
在汽車輕量化的過程中，使用塑料來減輕汽車重量仍然是制造商的一項(xiàng)重要計(jì)劃。一般塑料的比重為0.9~1.5，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料比重也不會(huì)超過2，而金屬材料中，A3鋼的比重為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7，這使得塑料成為現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)汽車減重的主要手段之一。目前，無論是外裝飾件、內(nèi)裝飾件，塑料用量都在不斷地增加。并且隨著工程塑料綜合性能的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)周邊、塑料車窗、車門、骨架甚至更多的汽車關(guān)鍵部件都開始使用塑料。那么，當(dāng)前塑料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊有哪些最新應(yīng)用呢?小編匯總了一些相關(guān)的資訊，讓我們來一睹為快吧!
帝斯曼：可媲美PEEK 的新型PPA材料
在不影響安全及舒適性能的條件下，縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸、在有限的空間內(nèi)靈活設(shè)計(jì)是當(dāng)前車輛設(shè)計(jì)中面臨的巨大挑戰(zhàn)。帝斯曼深信，在助力整車制造企業(yè)及其零部件和系統(tǒng)供應(yīng)商滿足二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)的過程中，F(xiàn)orTii Ace將扮演重要角色。
帝斯曼在2016年K展上正式推出了這款可在某些領(lǐng)域媲美PEEK 的新材料，F(xiàn)orTii全球業(yè)務(wù)經(jīng)理Konraad Dullaert曾表示，“ForTii Ace材料的目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤和熱管理應(yīng)用等。同時(shí)，受益于ForTii Ace的各項(xiàng)優(yōu)異性能，許多采用壓鑄設(shè)計(jì)的工業(yè)應(yīng)用也可使用ForTii Ace作為金屬替代材料。”
ForTii® Ace是一種基于4T化學(xué)的聚鄰苯二甲酰胺(PPA)，具有一系列優(yōu)異的機(jī)械、熱學(xué)及化學(xué)性能，適用于高溫條件下對(duì)長(zhǎng)期強(qiáng)度有要求的應(yīng)用領(lǐng)域。ForTii Ace的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為160℃，顯著高于其他聚鄰苯二甲酰胺材料，包括現(xiàn)有的ForTii各等級(jí)產(chǎn)品，比PA66至少高出80℃。ForTii Ace甚至比PEEK更能耐受各種汽車油脂、化學(xué)物質(zhì)等。
目前市場(chǎng)上替代汽車金屬壓鑄件的熱塑性塑料，大多數(shù)在應(yīng)用于125℃以上的溫度時(shí)，機(jī)械性能會(huì)大幅度的下降。而ForTii Ace不會(huì)，憑借較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度以及結(jié)晶度,ForTii Ace的機(jī)械性能和耐熱老化性均優(yōu)于那些基于聚酰胺6T、9T和10T的聚鄰苯二甲酰胺競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品?？梢哉f，F(xiàn)orTii Ace是唯一一款芳香族化合物重量比超過50%的聚鄰苯二甲酰胺產(chǎn)品 。
憑借其優(yōu)異的耐化學(xué)性和機(jī)械性能，F(xiàn)orTii Ace的某些規(guī)格產(chǎn)品在特定應(yīng)用中甚至可以作為PEEK的高性價(jià)比替代品。“我們這款材料的推出是希望能夠把現(xiàn)在還未實(shí)現(xiàn)以塑代鋼的部件，能夠向以塑代鋼推進(jìn)。如，變速箱或變速箱中的部件，目前可能使用的是鋁或其他金屬，我們希望能夠逐漸用塑料去代替這些部件。另外，包括發(fā)動(dòng)機(jī)還有發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，甚至現(xiàn)在有一些客戶也在詢問我們底盤的一些部件是否也可以逐步使用塑料去替代金屬。不過底盤可能對(duì)環(huán)境的要求和溫度、濕度的要求都比較高，還有高剛性、高強(qiáng)度要求?？蛻粢蔡岬搅似囯娮臃矫娴膽?yīng)用，汽車電子的部件比較小，但設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，可能更需要一些小型化設(shè)計(jì)的汽車連接器，這些能夠通過降低密度、降低重量來實(shí)現(xiàn)更多的部件輕量化。”Konraad Dullaert說道。
ForTii Ace家族包含由不同種類的填料及增強(qiáng)劑(包括高達(dá)50%的玻璃和碳纖維)構(gòu)成的不同等級(jí)產(chǎn)品，目前在開發(fā)的ForTii Ace均為注塑級(jí)產(chǎn)品。
索爾維：高性能聚合物助力高能效、減排、輕量化
2016“傳聲創(chuàng)新日——汽車新材料創(chuàng)新發(fā)布會(huì)”上，特種聚合物供應(yīng)商索爾維推出了其領(lǐng)先的熱管理系統(tǒng)解決方案，著重介紹了包括Amodel®PPA、Ryton®PPS等高性能聚合物，旨在助力汽車OEM及零部件生產(chǎn)商應(yīng)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫高壓強(qiáng)腐蝕等嚴(yán)苛環(huán)境下的挑戰(zhàn)，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)“高能效、減排、輕量化”的目標(biāo)。
對(duì)Amodel®PPA、Rayton®PPS在140℃的LLC/水(50：50)中浸泡1000小時(shí)，在23℃下測(cè)試溫度，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Amodel®PPA、Rayton®PPS的機(jī)械和尺寸穩(wěn)定性表現(xiàn)出色。特別是40%玻纖增強(qiáng)PPS部件的重量變化為0.4%，長(zhǎng)、寬和厚度變化均小于0.1%。 PPA的吸水性只有尼龍的一半，PPS只有0.1%。用Dexcool XLC:水(50：50)在120℃下浸泡測(cè)試條，在23℃下測(cè)試溫度，Amodel®PPA和Rayton®PPS的熔接線強(qiáng)度優(yōu)異，滿足了形狀復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)對(duì)熔接線強(qiáng)度的要求。
目前，世界首款全塑汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的油泵、抽水泵、進(jìn)出水口、節(jié)流閥體、燃油軌及凸輪軸鏈輪等7個(gè)主要引擎部件均采用了索爾維高性能聚合物。
Teknor Apex：玻璃纖維尼龍化合物滿足發(fā)動(dòng)機(jī)艙多重要求
新型Chemlon® 化合物在未來發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上的典型應(yīng)用照片
Teknor Apex公司生產(chǎn)的兩種新型玻璃纖維增強(qiáng)型聚酰胺化合物，在注塑汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙零配件(如發(fā)動(dòng)機(jī)蓋)中表現(xiàn)出卓越的阻燃性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
Chemlon® 904-13 GVNH和204-13 GVNH 是玻璃纖維尼龍化合物，鹵素含量低，在厚度僅有0.8 毫米(約 0.031 英寸)的情況下通過了垂直燃燒測(cè)試，符合UL-94 V-0標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的鹵代化合物只有通過添加高度阻燃物和增效劑才能達(dá)到這種程度的阻燃性，而這會(huì)導(dǎo)致注塑困難、表面光滑度差并且增加產(chǎn)品密度。而相比之下，新型Chemlon化合物可以制作出更光滑的表面，產(chǎn)品密度也比傳統(tǒng)產(chǎn)品小15%，并且可以快速注塑成具有長(zhǎng)流道或薄壁的零件。
Teknor Apex尼龍事業(yè)部汽車行業(yè)經(jīng)理Jeff Schmidt表示，這種新型化合物在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中應(yīng)用時(shí)還有一個(gè)同樣優(yōu)越的特點(diǎn)，即熱穩(wěn)定性。“Chemlon 904-13GVNH是一種極其耐高溫的材料，熱變形溫度高達(dá)245°C [473°F]，且在高溫下依然能達(dá)到高度的性能保留，”Schmidt先生說，“事實(shí)上，該化合物的實(shí)際持續(xù)使用溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)格。”
奧升德：泛達(dá)®H系列成為多種汽車應(yīng)用場(chǎng)合的理想選擇
憑借優(yōu)異的熱阻系數(shù)與耐水解性能，奧升德的尼龍66樹脂與工程塑料產(chǎn)品組合能夠幫助原始設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化。泛達(dá)®H系列屬于玻璃填充型耐熱品級(jí)，可以有效避免引擎蓋下積攢熱量帶來?yè)p壞，而且具有耐化學(xué)品腐蝕性，從而使其成為機(jī)油管理、活性碳罐、進(jìn)氣歧管以及汽缸蓋等多種汽車應(yīng)用場(chǎng)合的理想選擇。今年的Chinaplas展會(huì)上，奧升德展示了面向汽車領(lǐng)域量身打造的多款尼龍66創(chuàng)新產(chǎn)品，其中包括：在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)等苛刻應(yīng)用環(huán)境，泛達(dá)®HR系列能夠提供行業(yè)最佳的耐熱和耐水解老化性能;應(yīng)用于對(duì)燃油效率要求較高的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，奧升德的泛達(dá)®HT系列能夠有效防止機(jī)器在長(zhǎng)期熱暴露后出現(xiàn)性能退化現(xiàn)象。
