工程塑料在汽车零部件上的应用

钟展

摘 要：本文论述汽车塑料零部件项目工程的分类、特性及其应用。分析了开发中的选材、制造、回收等因素。先介绍了工程塑料类汽车零部件应用，并且重点论述了工程塑料的成型工艺。

关键词：汽车；塑料零部件

随着人们生活水平的不斷提升，对于汽车的需求越来越明显，所以汽车的普及率比较高，汽车的舒适化、轻量化、低成本化成为当今汽车工业发展的主要目标，将塑料代替金属用于汽车制造是汽车工业实现以上目标的一个重要手段，因为与金属相比，塑料具有重量轻、耐腐蚀、隔热、设计灵活、易加工等优点。汽车制造业中越来越多的金属部件被塑料取代，车用塑料的使用已成为衡量汽车工业发展水平的标志之一。

1 工程塑料的特性及在汽车上的应用

塑料的主要特性包括外装件、受力件以及运动构件。经过几十年开发使它所具有的独特优点日益被大规模生产的汽车行业所认识，并慎重应用于汽车内饰件。

1.1 质轻

汽车零件的塑料部件采用的塑料要求密度一般为0.9～2.3g/cm3，约为铝的1/2，钢的1/6，因此对要求全面减轻自重的机械装置有特殊重要意义。例如：德国宝马汽车采用碳纤维增强树脂制造的发动机增压器叶轮，比铝合金还轻40%，从而减小了惯性力矩，对发动机特性和加速敏感性的提高极为有利。

1.2 耐磨耐蚀

在现实开发过程中，对于多数的塑料引起的机械损耗系数（tag）约为0.1，摩擦系数比较低，可以作减摩零部件的材料。例如：载重卡车半轴齿轮垫片，采用塑料片行驶11万km磨损0.03mm，而铜片则行驶3万km，磨损为0.11mm。玻璃纤维增强复合材料离合器片，重量比石棉片轻10%，使用寿命可增加一倍，且无污染，目前工程塑料正在此类零部件中大量开发一角。工程塑料还具有对酸、碱等化学物品良好的抵抗能力，例如：聚四氟乙烯（PTFE），在黄金也能溶解的“王水”（浓硝酸浓盐酸配制）中煮沸，也不受影响.这种特性就可以用来制造耐蚀零件。

1.3 强度高

汽车配件中采用的塑料制成的零部件的主要性能，由组件的构成材料以及结构构成决定，纤维取向及与基料的结合形式，通过复合合成，可以构成各种不同高比强度的结构材料，使材料的机械性能大大改变，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）的单向强度值能和高合金的弹簧钢相媲美。同时热膨胀系数小，只为钢的1/2，铝的1/3。

2 汽车工程项目零部件塑料件的几种主要成型方法

2.1 注射成型（IM）工艺

工艺过程为：加料→材料在注塑成型机的料筒内加热熔融至流动状态→以高压高速注射入闭合模具→冷却→制件脱模，这五道工序可以利用时间继电器实现完全自动或半自动操作，这种工艺是热塑性塑料或流动性较大的热固性塑料的主要成型方法。

2.2 反应注射成型（RIM）

增强反应注射成型（R-RIM）与结构反射注射成型（S-RIM）工艺。这是在注射成型工艺中，将两种以上的低分子量低粘废液体在压力下混合，同时注入密封的金属模具内，使它在里面反应而获得具有弹性或刚性的高分子成型件，由于原料的流动性能好。注射时所需压力、温度都不高，适用于具有典型化学反应的聚氨脂类材料，一台注射机可连接4～6台合模机，合模压力只是注射成型（IM）的1/10，设备、模具费便宜，还可以在生产线上涂装。

关键技术是缩短成型周期，控制脱模时零件形状变化。

2.3 挤出成型工艺

工艺过程：为粉状、颗粒料加料→均匀塑化、过滤、熔融至流动状态→从机头口模高压挤出→定型冷却→牵引铸割。这是制造各种塑料管材、棒材、板材、薄膜、丝、网、电线电缆和中空容器的普遍加工方法。

2.4 压制成型（RIM）工艺

层压成型和模压成型共同组成了压制成型工艺。模压法工艺是将粉状片状材料放入模具型腔内→闭膜加热熔融熟化→冷却开模→热处理→除毛边修整。这种方法具有耐热性好，能在生产线上涂装，材料便宜等优点，用来制造车身外板件和空气动力零件。北京现代轿车发动机罩就是SMC模压成型的实例。关键技术是缩短成型时问，控制零部件表面缩孔、裂纹、气泡、波纹等质量缺陷。层压法的工艺过程是片材料浸树脂→一张一张层放于模具内→合模加热加压→冷却开模→修整。

2.5 吹塑成型工艺

工艺过程是：塑料材料→挤出或注射出适当大小的塑料型坯→置于成型膜腔内由压缩空气中间吹胀紧贴模壁→冷却开模，获得中空制品，该方法用来制造中空、薄壁、形状复杂整体成型的零件，典型件就是形状自由度高的塑料然油箱。关键技术是确保控制件容量的成型收缩率，模具的冷却能力和冷却时间，保证壁厚均匀度。

2.6 真空成形工艺

工艺过程是塑料片、板材加热→抽真空以大气压力或压缩空气将软化片材压入模具型腔内→吸附于模型壁上冷却成型→修整。

2.7 浇铸成型工艺

工艺过程是树脂加热成液态→加入固化剂或催化剂和其他辅助材料→倒入模具→冷却固化成坚硬的制品→修整。

3 结语

本文主要探讨了汽车工程项目零部件塑料件的几种主要成型方法，主要包括：注射成型（IM）工艺，反应注射成型（RIM），挤出成型工艺，挤出成型工艺，压制成型（RIM）工艺，吹塑成型工艺，真空成形工艺，浇铸成型工艺。

参考文献

[1]周晓丽.项目进度管理知识研究[J].现代商贸工业，2009，21（8）：49-50.

[2]肖斌.我国汽车零部件行业发展模式现状与方向[J].科技创业月刊，2005，18（5）：63-64.

（作者单位：宁波汇驰汽车部件有限公司）