一臺汽車上使用不(bu)銹鋼數量因車型而異,一般是每臺車用量為20-30KG。其中主要用于排氣系統中的零部件。依靠法律的推動使汽車排氣系統材料不銹鋼化,是推廣不銹鋼應用的代表事例。從美國加利福尼亞州的尾氣排放規定開始,從1970年代后半期強化尾氣排放規定,在汽車上裝設了作為凈化裝置的觸媒轉換器。它的殼體就是使用不(bu)銹鋼(gang)管制作。由于裝設了觸媒轉換器在后部的消聲器集存的冷凝液體開始發生化學變化,產生了腐蝕問題。因此對消聲器不銹鋼化進行了研討和開發,并開始應用在一部分車型上。
在1989年開始,對汽車制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)廠規(gui)定了各(ge)種零(ling)部(bu)(bu)件(jian)的(de)(de)保(bao)證年限。規(gui)定消聲(sheng)器(qi)的(de)(de)壽命為(wei)3年或6萬(wan)公里,促使(shi)各(ge)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)廠迅速(su)實施(shi)由表面處理鋼(gang)(gang)板(ban)向不銹鋼(gang)(gang)板(ban)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)。各(ge)汽車制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)廠又開始研討以(yi)提高發(fa)動(dong)機的(de)(de)燃燒溫度促使(shi)排放的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)得以(yi)凈(jing)化,更進一步(bu)地推動(dong)了排氣(qi)(qi)系(xi)統(tong)全體(ti)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)化。因為(wei)位于發(fa)動(dong)機輸(shu)出部(bu)(bu)的(de)(de)多管路(lu)(lu)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)、多管路(lu)(lu)排氣(qi)(qi)管部(bu)(bu)分的(de)(de)溫度高達900~800℃,撓性管、觸媒(mei)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)部(bu)(bu)分為(wei)800~600℃,中(zhong)間管部(bu)(bu)分為(wei)600~400℃,就是消聲(sheng)器(qi),尾部(bu)(bu)末端管業(ye)達到400~200℃,所以(yi)具(ju)(ju)備耐(nai)(nai)(nai)熱性和耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)是用在這些(xie)零(ling)件(jian)上最(zui)合適的(de)(de)材料。直接不銹鋼(gang)(gang)已按用途的(de)(de)不同,從以(yi)SCH409L、SUS410L不銹鋼(gang)(gang)為(wei)中(zhong)心的(de)(de)以(yi)耐(nai)(nai)(nai)熱性為(wei)主的(de)(de)鋼(gang)(gang)種向SUS436L等即具(ju)(ju)有(you)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性又具(ju)(ju)有(you)耐(nai)(nai)(nai)氧化性的(de)(de)鋼(gang)(gang)種轉(zhuan)(zhuan)換(huan)。
作為排(pai)氧凈化(hua)(hua)裝置的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)媒轉(zhuan)換器載體的(de)(de)(de)(de)材(cai)料,是在即具有耐氧化(hua)(hua)性又具有觸(chu)(chu)媒載體特性的(de)(de)(de)(de)20Cr-5Al鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基礎上添加稀土元素而形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)一種特殊材(cai)料。將厚度(du)為30微米的(de)(de)(de)(de)這種特殊不銹(xiu)鋼(gang)箔,制作成(cheng)(cheng)波(bo)紋板或平板重疊(die)卷成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)圓筒狀的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)媒體再裝入排(pai)氧凈化(hua)(hua)裝置中(zhong)使(shi)用。
強化汽車排(pai)氣(qi)的法規(gui)(gui)應用(yong)范圍進一步擴大(da),要求摩托(tuo)車消聲器也要不銹(xiu)鋼化。還(huan)有,最近(jin),在(zai)日本(ben)東京地區,根據載貨卡車的凈化裝(zhuang)置(zhi)設(she)置(zhi)法規(gui)(gui),作為(wei)(wei)載貨卡車的排(pai)氣(qi)凈化裝(zhuang)置(zhi)也采用(yong)了(le)不銹(xiu)鋼制造。因為(wei)(wei)載貨卡車使用(yong)柴油(you)發動(dong)機(ji)比較(jiao)多,在(zai)歐美這種技術用(yong)在(zai)許多柴油(you)發動(dong)機(ji)卡車上,也作為(wei)(wei)排(pai)放尾氣(qi)凈化裝(zhuang)置(zhi)使用(yong)。從表面處理鋼板到不銹(xiu)鋼的不銹(xiu)鋼化的重點:耐熱性、耐氧化性;耐腐(fu)蝕(shi)性和高溫強度。
1. 汽車多管路排氣系統
汽車排(pai)氣(qi)系統材(cai)料中,根據美國加利福尼亞州排(pai)氣(qi)法(fa)(fa)規,曾先在觸媒載體(ti)殼體(ti)和(he)消聲器上開(kai)展了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)化,以后又進展到離發(fa)動機很近的(de)(de)多(duo)管(guan)(guan)路排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)(亦稱汽車排(pai)氣(qi)岐(qi)管(guan)(guan))。以前,因為(wei)(wei)多(duo)管(guan)(guan)路排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)的(de)(de)形狀比較復雜,幾乎全部使(shi)用鑄(zhu)鐵件。為(wei)(wei)了強化排(pai)氣(qi)法(fa)(fa)規,單從觸媒載體(ti)進行排(pai)氣(qi)凈化,不(bu)能徹底解決問題(ti),還要借助提(ti)高燃燒溫度改(gai)善(shan)凈化效果。因為(wei)(wei)以前使(shi)用鑄(zhu)鐵件,在耐熱(re)(re)方面發(fa)生過(guo)問題(ti)。為(wei)(wei)此采取(qu)了對策替(ti)換成不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鑄(zhu)件,鋼(gang)種是耐熱(re)(re)鋼(gang)SUH409.
此后,汽車生產廠家為了(le)適應(ying)強化(hua)(hua)排放氣(qi)(qi)體(ti)法規(gui),為進一步(bu)提(ti)高燃(ran)燒(shao)溫度和輕量(liang)化(hua)(hua)而與不(bu)銹鋼生產企業(ye)開(kai)展技術合(he)作,開(kai)發多管路(lu)排氣(qi)(qi)管最佳材(cai)料(liao),在制造方(fang)法上,從鑄件(jian)轉換成利用(yong)管子和沖(chong)壓(ya)工(gong)藝進行排氣(qi)(qi)管的(de)成型加(jia)工(gong),這樣不(bu)僅僅提(ti)高了(le)材(cai)料(liao)功能而且實現了(le)全部的(de)輕量(liang)化(hua)(hua)。
因為(wei)要求材(cai)料具備耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)和抗(kang)氧(yang)(yang)化性(xing)(xing),當初從材(cai)料的加工考慮使用(yong)(yong)了奧氏體(ti)系(xi)列代(dai)表鋼(gang)種SUS304不銹(xiu)鋼(gang)。后(hou)來,不銹(xiu)鋼(gang)企(qi)業在鐵素(su)體(ti)系(xi)列鋼(gang)種內添(tian)加了鉬鈦鈮等,又為(wei)提高其(qi)抗(kang)氧(yang)(yang)化性(xing)(xing),提高了硅的含量,使這些特殊(shu)材(cai)料得(de)到大量使用(yong)(yong)。
原來(lai)利用(yong)鑄造(zao)工藝所生產的(de)鑄件,其加工形狀要求比較嚴(yan)格,單純利用(yong)沖壓加工在復雜形狀的(de)成(cheng)形上(shang)存在問題,因而(er)(er)在所謂的(de)潤滑不(bu)銹(xiu)鋼鋼板再加石(shi)蠟的(de)透明(ming)薄(bo)膜(mo),使大幅(fu)度提高(gao)其加工性(xing)(xing)的(de)材料(liao)的(de)開發成(cheng)為可能。從(cong)普通鋼、鑄件開始到不(bu)銹(xiu)鋼,不(bu)銹(xiu)鋼化(hua)的(de)重點主要有耐熱性(xing)(xing)、耐氧化(hua)性(xing)(xing),高(gao)溫強度(因為薄(bo)壁化(hua)而(er)(er)達到輕量化(hua))及耐腐蝕性(xing)(xing)。
2. 汽車(che)氣體密封墊
在(zai)(zai)美(mei)國加利(li)福尼亞州汽車尾(wei)氣排放法規(gui)規(gui)定觸(chu)媒(mei)載體(ti)(ti)的殼體(ti)(ti)使用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),1986年美(mei)國環(huan)境(jing)保護局又提(ti)出使用石(shi)棉(mian)可(ke)能引發癌癥,而下令全面(mian)停止使用石(shi)棉(mian)制(zhi)品,從此,開始了(le)針對汽車用氣體(ti)(ti)密封(feng)墊以不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)替代石(shi)棉(mian)的研究。在(zai)(zai)日(ri)(ri)本,汽車生產廠家積(ji)極地參加了(le)這項(xiang)環(huan)境(jing)保護工作,成功(gong)地完成了(le)汽車密封(feng)墊的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)化。如果在(zai)(zai)檢車領域也能積(ji)極地抓緊這項(xiang)工作,當今在(zai)(zai)日(ri)(ri)本的石(shi)棉(mian)污染問題也早就(jiu)解決了(le)。
汽車(che)上(shang)(shang)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)密(mi)封(feng)墊(dian),要求具備耐(nai)熱性(xing)和密(mi)封(feng)性(xing)。耐(nai)熱性(xing)是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)代表功能(neng),在使用(yong)(yong)上(shang)(shang)沒(mei)有問題(ti)(ti),而其密(mi)封(feng)性(xing)則是(shi)一(yi)個難題(ti)(ti)。使用(yong)(yong)石(shi)棉緊緊貼敷地壓在一(yi)起,則可(ke)提高(gao)其密(mi)封(feng)性(xing),而不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)金(jin)屬板,其板厚偏(pian)(pian)差(cha)(cha)或是(shi)形狀偏(pian)(pian)差(cha)(cha),則可(ke)能(neng)產生間(jian)隙(xi)。無(wu)疑兩(liang)張(zhang)(zhang)板的(de)(de)(de)密(mi)封(feng)墊(dian)增加了(le)成本,于是(shi)即具有彈力(li)特性(xing)又(you)具有密(mi)封(feng)形狀的(de)(de)(de)結構(gou)問世,使用(yong)(yong)沖壓加工技術可(ke)以用(yong)(yong)一(yi)張(zhang)(zhang)板就達到氣體(ti)(ti)密(mi)封(feng)效果(guo)。在許多汽車(che)上(shang)(shang),都使用(yong)(yong)這種金(jin)屬氣體(ti)(ti)密(mi)封(feng)墊(dian),密(mi)封(feng)墊(dian)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)鋼種為SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,其厚度(du)為0.2-0.25mm。從石(shi)棉到不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼化(hua)的(de)(de)(de)重點(dian)是(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼比石(shi)棉更具有耐(nai)熱性(xing)及高(gao)溫強度(du)高(gao)于耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)強。