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(wěn)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。
在汽車工業(yè)中,尼龍主要應(yīng)用于汽車發(fā)動機及其周邊部件。發(fā)動機周邊的零部件主要是發(fā)熱和振動部件,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。
進氣歧管
一般的進氣歧管采用鑄鐵和鋁合金材料,20世紀(jì)80年代以來,相繼開發(fā)成功了用尼龍通過熔芯法和磨擦焊接法來制造進氣歧管。用尼龍制造空氣進氣歧管代表了塑料代替金屬的真正突破。由于設(shè)計的靈活性,使產(chǎn)品裝配更方便,再配以功能集成,可使主機廠和一級供應(yīng)商在生產(chǎn)效益和成本方面獲益。與鋁合金比較,塑料進氣歧管可以減輕40%左右的重量,生產(chǎn)成本降低20%~30%,同時通過部件集成還可以進一步減低成本。另外,由于進氣歧管的內(nèi)壁光滑,從而有利于提高發(fā)動機的動力性和燃油的經(jīng)濟性。進氣歧管目前主要的生產(chǎn)方法是采用振動摩擦焊接技術(shù),也有采用熔芯法等生產(chǎn)一些復(fù)雜的、小批量的產(chǎn)品。通常尼龍進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)都廣泛用于制造進氣歧管。
氣門室罩蓋
氣門室罩蓋是用來保護凸輪的蓋子,同時它又能防止機油泄露和降低噪音。該部件傳統(tǒng)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,可滿足發(fā)動機艙部件苛刻的應(yīng)用要求。同時,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具有比較低的熱膨脹(成型零件在通過5000h的高溫測試后蠕變很?。虼丝梢员苊饴┯?。再者,通過焊接可以集成比較復(fù)雜的油汽分離系統(tǒng),以便降低機油耗,滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
冷卻及散熱系統(tǒng)
汽車?yán)鋮s及散熱系統(tǒng)是影響發(fā)動機壽命的主要因素,特別是當(dāng)今新一代強勁發(fā)動機需要在較高的溫度下運轉(zhuǎn),造成發(fā)動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,此時如果冷卻或散熱不良會給發(fā)動機帶來災(zāi)難性的后果。涉及汽車?yán)鋮s及散熱系統(tǒng)的尼龍應(yīng)用主要有:散熱器水室、膨脹箱、節(jié)溫器罩殼、風(fēng)扇頁片及風(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)未來的至高點,新一代的發(fā)動機冷卻部件用尼龍,在同等使用條件的使用壽命比標(biāo)準(zhǔn)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
縱觀國內(nèi)外,發(fā)達國家己將車用塑料量作為衡量汽車設(shè)計及制造水平高低的一個重要標(biāo)準(zhǔn)眾所周知,德國是世界上汽車塑料用量最大的國家,如奧迪A2型轎車塑料總重量己達材料總量的24.6%;其改性尼龍在車用塑料的比重就越來越大。近年來,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),伴隨著將材料結(jié)構(gòu)控制到納米級,很多新的性能被廣泛地開發(fā)了出來,納米技術(shù)付諸應(yīng)用的首批材料也正是尼龍。
今后汽車用改性尼龍的重點發(fā)展方向是開發(fā)結(jié)構(gòu)件、外裝件用增強改性尼龍復(fù)合材料。但我國汽車行業(yè)大量應(yīng)用尼龍等塑料尚存在一些問題:
汽車用尼龍等專用料牌號少,產(chǎn)品性能有時不能滿足選材要求;
汽車用改性尼龍品種較多,材料標(biāo)準(zhǔn)混亂,不利于大批量生產(chǎn)與應(yīng)用;
缺乏生產(chǎn)汽車尼龍專用料的領(lǐng)頭企業(yè),現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小而分散,技術(shù)水平小一,模具開發(fā)能力差,塑料制品質(zhì)量難以保證。針對這些問題,我國急需投入大量的人力物力、財力,以便實現(xiàn)汽車輕量化、以塑代鋼的愿景。
隨著社會的飛速發(fā)展,人們?nèi)粘I罟?jié)奏的加快以及價值觀的逐步轉(zhuǎn)變,作為一種動感強烈的動力工具,人們對轎車的安全性的要求逐步提高,與此同時,人們對駕駛樂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的考慮范圍,那么作為汽車使用部件,尼龍具有以下優(yōu)點:性能穩(wěn)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,改性尼龍在汽車上的用量將得到快速增。