汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊非常重要的部件，對(duì)于保證行車安全至關(guān)重要。出于輕量化和安全等方面的考慮，世界各大汽車公司逐漸采用以塑代鋼來制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋，并對(duì)塑料材料的耐熱性、耐長(zhǎng)期熱老化性和耐油性等方面制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
如奧迪車系采用的高流動(dòng)尼龍?jiān)鰪?qiáng)A1G6-HR，東風(fēng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料LGF-P1G6HM，吉利車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋采用礦物增強(qiáng)PP材料P1M8R-W01。
因此，通過對(duì)市場(chǎng)深入了解，不同的客戶對(duì)于產(chǎn)品不同應(yīng)用環(huán)境的需求是不同的，這需要通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋的材料性能需求進(jìn)行細(xì)致地分析，針對(duì)不同排量汽車對(duì)材料性能的不同要求，發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋選材亦有所不同。目前，主要有玻纖增強(qiáng)PA，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP和礦物增強(qiáng)PP三類。
表格1不同車型選材的方案
零件 | 選材方案 | 使用車型 |
發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋 | 玻纖增強(qiáng)尼龍（GF-PA） | 中高端車型 |
長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFT-PP) | 中高端車型 | |
礦物增強(qiáng)聚丙烯(m-PP) | 中低端車型 |
一 PA+GF在發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋上的應(yīng)用 |
PA+GF是高端汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋選材的最優(yōu)方案之一。PA+GF具有優(yōu)異的耐高溫、耐老化和良好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐醇解和耐水解性能，但流動(dòng)性差，注塑加工難。為了增加其流動(dòng)性，必須對(duì)其進(jìn)行改性。
如：奧迪車系應(yīng)用的高流動(dòng)A1G6-HR，具有優(yōu)異的流動(dòng)性和機(jī)械性能，流動(dòng)性提高近60%，生產(chǎn)周期縮短15%-30%，并且制件輕巧，薄壁化，厚度減少多達(dá)20%。
圖1玻纖增強(qiáng)尼龍A1G6-HR應(yīng)用于奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)蓋罩（A1G6-HR為中廣核俊爾產(chǎn)品）
發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋對(duì)材料的熱老化力學(xué)性能保持率要求很高，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋上的材料必須進(jìn)行長(zhǎng)期熱老化力學(xué)性能的相關(guān)研究。
PA6-GF30材料在150℃下經(jīng)過2500小時(shí)熱老化試驗(yàn)，從熱老化試驗(yàn)結(jié)果顯示，材料的拉伸強(qiáng)度保持率均在80%以上，缺口沖擊強(qiáng)度保持率均在65%以上，均有良好的熱老化性能。因此，PA-30GF材料適用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋。
二 改性聚丙烯在發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋上的應(yīng)用 |
對(duì)于汽車部件制造商而言，采用改性尼龍制造意味著需要較高的成型溫度和較長(zhǎng)的成型周期，才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋。因此，獲得一種更具加工成本優(yōu)勢(shì)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋材料成為行業(yè)的普遍需求。
近來，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料價(jià)格低廉，且具有不亞于增強(qiáng)工程塑料的優(yōu)異性能，從而表現(xiàn)出高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)。LFT-PP材料指含有長(zhǎng)度在10到25mm的玻璃纖維的改性PP復(fù)合材料，該材料能有效地提高制品的剛性、抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性能和尺寸穩(wěn)定性。
圖 2 改性LFT-PP粒子與截面圖
LFT-PP具有以下特點(diǎn)：
突出的力學(xué)性能 ,優(yōu)良的剛性和韌性的均衡性；
低收縮，在寬溫度范圍和氣候條件下非常好的穩(wěn)定性，高尺寸穩(wěn)定性；
高缺口沖擊強(qiáng)度；
與金屬相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)；
抗動(dòng)態(tài)疲勞性能優(yōu)異
相同玻纖含量增強(qiáng)下，LFT-PP力學(xué)性能與PA-GF材料相近，因特有結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。除此之外，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP較玻纖增強(qiáng)PA6產(chǎn)品具以下優(yōu)勢(shì)：
表格2 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP與玻纖增強(qiáng)PA工藝等比較
PP-LGF30 | PA6-GF30 | |
烘料 | 不用烘 | 3小時(shí)以上 |
后處理 | 不用 | 部分制件需對(duì)產(chǎn)品件進(jìn)行蒸煮 |
顏色穩(wěn)定性 | 顏色穩(wěn)定 | 蒸煮等過程導(dǎo)致變色 |
冷卻時(shí)間 | 稍長(zhǎng) | 短 |
價(jià)格 | 低 | 高 |
因此，LFT-PP替代GF-PA應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋產(chǎn)品上，具有成本優(yōu)勢(shì)和工藝等優(yōu)勢(shì)。如，目前東風(fēng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋采用LGF-P1G6HM這款材料，30%長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯，高流動(dòng)，高剛性，高韌性，抗老化。
三 改性礦物增強(qiáng)PP在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋上應(yīng)用前景廣闊 |
小排量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋的材料性能需求，相較于大排量汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)周邊溫度較低，對(duì)材料性能要求也相應(yīng)降低。這為礦物增強(qiáng)PP材料的應(yīng)用帶來契機(jī)。針對(duì)這一細(xì)分市場(chǎng)，特殊礦物增強(qiáng)PP材料，如P1M8R-W01，具有4000 MPa常溫彎曲模量，且在高溫下仍能保持穩(wěn)定的性能。
0.45MPa測(cè)試條件下，熱變形溫度高達(dá)126℃，具有出色的耐熱性，在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋的試驗(yàn)要求外能大幅度的降低成本。這種材料可成功代替尼龍，同時(shí)也為礦物增強(qiáng)PP改性材料進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)周邊應(yīng)用領(lǐng)域并替代工程塑料開創(chuàng)了一個(gè)新的市場(chǎng)。
圖 3 礦物增強(qiáng)PP P1M8R-W01材料應(yīng)用于吉利車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋（P1M8R-W01為中廣核俊爾產(chǎn)品）
四 總結(jié) |
客戶的產(chǎn)品定位不同，對(duì)材料性能要求不同。因此，是選擇PA+GF、還是改性長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP或者礦物增強(qiáng)PP，是根據(jù)不同企業(yè)的發(fā)展需求。不過，如果在低端一些的汽車?yán)锊捎酶男訮P來取代尼龍，對(duì)于降低成本也是一個(gè)比較不錯(cuò)的選擇。
（注：尼龍A1G6-HR、P1M8R-W01、LGF-P1G6HM為中廣核俊爾的材料)
文章內(nèi)容來源于中廣核俊爾，艾邦高分子整理編輯
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已廣泛應(yīng)用于汽車、電器、電子、通訊、機(jī)械、航空等廣大領(lǐng)域，并同時(shí)為客戶提供從材料選擇、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和測(cè)試等各個(gè)開發(fā)環(huán)節(jié)專業(yè)系統(tǒng)的服務(wù)，贏得了包括寶馬汽車、一汽奧迪、一汽大眾、上汽大眾、ABB電器、羅格朗電器、正泰電器、施耐德－德力西電氣等世界一流企業(yè)的廣泛認(rèn)可與信賴。
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