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复合材料在汽车保险杠中的应用

汽车保险杠的作用主要有两方面:一是在车辆相撞时,起缓冲保护作用;二是美化车身外形,起装饰作用。以往汽车保险杠主要采用电镀钢板制造。保险杠的标准各国不一,关国标准为车速5kmlh冲撞后不能损坏。因此保险杠的材料要求具有足够的强度、刚性、耐冲击性、耐热性、耐气候性、耐污染性、耐药品性、耐磨损性、耐展性及良好的外观。能用作保险杠的材料虽然很多,但同时能满足这些要求的当以复合材料为最佳。复合材料部件具有较强的冲击强度,可吸收冲击能鱼,加之部件因撞击使部分纤维断裂,但载荷仍可以由未断裂的纤维承担,从而避免或减少因汽车碰撞时对人体的伤害。近年来,金属保险杠已逐渐被复合材料所取代。目前保险杠大多采用塑料及其复合材料制品,图6一3为这类增强塑料制成的保险杠,它由面部、冲击吸收材料、梁组成,能同时满足美观和安全法规的技术要求。

汽车保险杠所用的复合材料品种有:PP/EPDM、PC/PBT和SMC等,制成的保险杠一般每只重4-6kg。中低档轿车一般多用PP/EPDM,该材料具有质摄轻、较好的耐冲击性和刚性、加工方便、成本低、废品可回收利用等特点,但涂装性能较差,强度较低。国际上高档的汽车,保险杠大多用工程塑料系聚合物合金PC/PBT制成,该材料的特性是具有高刚性、高耐冲击性、可焊接性、优良的涂装性及良好的表面光泽性。尤其是它的低温冲击强度特别好,在一40℃的低温下,悬臂梁冲击强度(缺口)仍有299J/m这样高的数值。德国的BENZ, BMW, MAESTRO,美国的FORD, ESCOT,日本的PEATHA等车种均采用PCIPBT合金制造保险杠。预计10年后约有40%的轿车将使用这种材料。用此材料制成的保险杠,车身和保险杠可一次涂装,成同一色彩。此外.有些车型,如雷诺车,它的保险杠采用smc玻璃钢制造。

根据不同车型的需求,某些保险杠表面需要喷漆,保险杠可以做得色彩鲜艳夺目。保险杠表面喷漆处理将增加制品成本1倍,而且非常不利于材料回收利用。喷过漆的保险杠回收再生的材料耐寒性和伸长率下降很大,不能再用于制造保险杠,而无漆的保险杠使用4一5年后回收再生的材料仍然可用于制造保险杠,因此发展材料本身带有颜色的彩色热塑性弹性体是可行的。

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