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銹(xiu)鋼管制作。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(nian)開始(shi)(shi),對汽(qi)車制(zhi)造廠規(gui)定了各(ge)種零部(bu)件的(de)保證年(nian)限。規(gui)定消聲(sheng)器的(de)壽命為(wei)(wei)3年(nian)或6萬公里,促(cu)使(shi)各(ge)制(zhi)造廠迅速(su)實(shi)施由表面處理鋼(gang)(gang)板(ban)向不(bu)銹鋼(gang)(gang)板(ban)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換。各(ge)汽(qi)車制(zhi)造廠又開始(shi)(shi)研討以(yi)提高(gao)發動機的(de)燃燒溫度促(cu)使(shi)排(pai)放(fang)的(de)氣體得以(yi)凈化(hua),更進一(yi)步地推動了排(pai)氣系統全體零部(bu)件的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)化(hua)。因為(wei)(wei)位于(yu)發動機輸出部(bu)的(de)多(duo)(duo)管(guan)路轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換器、多(duo)(duo)管(guan)路排(pai)氣管(guan)部(bu)分(fen)(fen)的(de)溫度高(gao)達900~800℃,撓性(xing)(xing)管(guan)、觸媒(mei)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換器部(bu)分(fen)(fen)為(wei)(wei)800~600℃,中(zhong)間管(guan)部(bu)分(fen)(fen)為(wei)(wei)600~400℃,就是(shi)消聲(sheng)器,尾(wei)部(bu)末端管(guan)業達到400~200℃,所以(yi)具備耐熱性(xing)(xing)和耐腐蝕性(xing)(xing)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)用在這(zhe)些零件上最合適的(de)材料(liao)。直(zhi)接不(bu)銹鋼(gang)(gang)已按(an)用途(tu)的(de)不(bu)同,從(cong)以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)(wei)中(zhong)心的(de)以(yi)耐熱性(xing)(xing)為(wei)(wei)主的(de)鋼(gang)(gang)種向SUS436L等(deng)即具有耐腐蝕性(xing)(xing)又具有耐氧化(hua)性(xing)(xing)的(de)鋼(gang)(gang)種轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換。
作為(wei)排氧(yang)(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置的(de)(de)觸(chu)媒轉換器載體的(de)(de)材(cai)(cai)料,是在即具有耐氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)又具有觸(chu)媒載體特(te)性(xing)的(de)(de)20Cr-5Al鋼(gang)的(de)(de)基礎上添加稀土(tu)元素而形成的(de)(de)一種特(te)殊材(cai)(cai)料。將厚度為(wei)30微米的(de)(de)這(zhe)種特(te)殊不(bu)銹鋼(gang)箔,制作成波紋板或平(ping)板重疊卷成的(de)(de)圓筒狀的(de)(de)觸(chu)媒體再裝(zhuang)入(ru)排氧(yang)(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置中使用。
強(qiang)化(hua)(hua)(hua)汽車(che)(che)排(pai)氣(qi)的(de)(de)法規(gui)應用范圍(wei)進(jin)一步(bu)擴(kuo)大(da),要(yao)求摩托(tuo)車(che)(che)消聲器(qi)也要(yao)不(bu)(bu)銹鋼(gang)化(hua)(hua)(hua)。還有(you),最近,在(zai)日本(ben)東(dong)京地區,根據載貨卡(ka)車(che)(che)的(de)(de)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)設置(zhi)(zhi)法規(gui),作(zuo)為(wei)載貨卡(ka)車(che)(che)的(de)(de)排(pai)氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)也采用了不(bu)(bu)銹鋼(gang)制(zhi)造。因為(wei)載貨卡(ka)車(che)(che)使(shi)用柴油(you)發(fa)動機(ji)比較多,在(zai)歐(ou)美這種技術用在(zai)許(xu)多柴油(you)發(fa)動機(ji)卡(ka)車(che)(che)上,也作(zuo)為(wei)排(pai)放尾氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)使(shi)用。從表面處理鋼(gang)板到(dao)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)重點:耐(nai)熱性、耐(nai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性;耐(nai)腐蝕性和高溫(wen)強(qiang)度。
1. 汽車(che)多管路(lu)排氣系統
汽車(che)排(pai)氣(qi)(qi)系(xi)統材料中,根據美國加利福尼亞州排(pai)氣(qi)(qi)法(fa)規,曾先在觸(chu)媒載體(ti)殼體(ti)和消聲器上(shang)開展了不(bu)銹(xiu)鋼化,以后又進(jin)展到(dao)離(li)發動機很(hen)近的多管路排(pai)氣(qi)(qi)管(亦稱汽車(che)排(pai)氣(qi)(qi)岐管)。以前,因(yin)為多管路排(pai)氣(qi)(qi)管的形狀比較復(fu)雜(za),幾(ji)乎全部使用鑄鐵(tie)件。為了強化排(pai)氣(qi)(qi)法(fa)規,單從觸(chu)媒載體(ti)進(jin)行排(pai)氣(qi)(qi)凈(jing)化,不(bu)能徹(che)底解決問題,還要(yao)借助提(ti)高(gao)燃燒溫度改善(shan)凈(jing)化效果。因(yin)為以前使用鑄鐵(tie)件,在耐熱方面發生過問題。為此采取(qu)了對(dui)策替(ti)換成(cheng)不(bu)銹(xiu)鋼鑄件,鋼種是耐熱鋼SUH409.
此(ci)后,汽(qi)車(che)生(sheng)產廠家為(wei)了適應強化排(pai)放(fang)氣體(ti)法規,為(wei)進一步(bu)提高燃燒溫(wen)度(du)和輕量(liang)化而(er)(er)與不銹鋼生(sheng)產企業開展技術合作,開發多管路(lu)排(pai)氣管最佳材(cai)料(liao),在制造方法上,從(cong)鑄件轉換成利用管子和沖壓(ya)工藝(yi)進行排(pai)氣管的成型加工,這樣(yang)不僅僅提高了材(cai)料(liao)功能而(er)(er)且(qie)實現了全部的輕量(liang)化。
因為(wei)要求(qiu)材料(liao)具備耐熱(re)性和抗氧化性,當(dang)初從材料(liao)的加(jia)工考(kao)慮使(shi)用(yong)了奧氏體系列(lie)代(dai)表鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)SUS304不銹鋼(gang)(gang)。后來(lai),不銹鋼(gang)(gang)企業在鐵(tie)素體系列(lie)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)內添加(jia)了鉬鈦鈮等,又為(wei)提(ti)高其抗氧化性,提(ti)高了硅的含量(liang),使(shi)這些特殊(shu)材料(liao)得到大(da)量(liang)使(shi)用(yong)。
原(yuan)來利用鑄造工(gong)藝所生產的(de)鑄件,其加工(gong)形狀(zhuang)要求(qiu)比較嚴格,單純利用沖(chong)壓加工(gong)在復雜(za)形狀(zhuang)的(de)成(cheng)形上(shang)存在問題(ti),因而(er)在所謂的(de)潤滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鋼板(ban)再加石蠟的(de)透明薄(bo)膜(mo),使大(da)幅度(du)提高其加工(gong)性的(de)材料(liao)的(de)開(kai)發(fa)成(cheng)為(wei)可能。從普(pu)通鋼、鑄件開(kai)始(shi)到不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼化(hua)(hua)的(de)重點主要有耐(nai)熱性、耐(nai)氧化(hua)(hua)性,高溫強度(du)(因為(wei)薄(bo)壁化(hua)(hua)而(er)達到輕量化(hua)(hua))及(ji)耐(nai)腐蝕性。
2. 汽車氣體密(mi)封墊
在(zai)美國加利福尼亞州汽(qi)(qi)車(che)尾氣排放法規規定(ding)觸媒載(zai)體的殼(ke)體使用不(bu)銹(xiu)鋼(gang),1986年美國環境保(bao)護(hu)局又提出使用石(shi)棉(mian)可能引(yin)發癌癥(zheng),而(er)下令全面停止(zhi)使用石(shi)棉(mian)制品,從(cong)此,開始了針對汽(qi)(qi)車(che)用氣體密封墊以不(bu)銹(xiu)鋼(gang)替代(dai)石(shi)棉(mian)的研究(jiu)。在(zai)日本,汽(qi)(qi)車(che)生產廠家積(ji)極(ji)地參加了這項(xiang)環境保(bao)護(hu)工(gong)作,成(cheng)(cheng)功地完成(cheng)(cheng)了汽(qi)(qi)車(che)密封墊的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)化(hua)。如果在(zai)檢車(che)領(ling)域也能積(ji)極(ji)地抓緊(jin)這項(xiang)工(gong)作,當今在(zai)日本的石(shi)棉(mian)污染(ran)問題(ti)也早就(jiu)解決了。
汽車上使(shi)(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)氣(qi)體(ti)密(mi)封(feng)墊,要求具(ju)(ju)備耐熱性(xing)(xing)(xing)和(he)密(mi)封(feng)性(xing)(xing)(xing)。耐熱性(xing)(xing)(xing)是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)代表功能(neng),在使(shi)(shi)(shi)用(yong)上沒(mei)有問題,而(er)其(qi)密(mi)封(feng)性(xing)(xing)(xing)則是(shi)一個難(nan)題。使(shi)(shi)(shi)用(yong)石(shi)棉(mian)緊緊貼(tie)敷地(di)壓(ya)在一起,則可提高(gao)其(qi)密(mi)封(feng)性(xing)(xing)(xing),而(er)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼是(shi)金屬板,其(qi)板厚(hou)偏差或(huo)是(shi)形狀(zhuang)(zhuang)偏差,則可能(neng)產生間隙。無疑兩張板的(de)(de)密(mi)封(feng)墊增加了(le)成本,于是(shi)即具(ju)(ju)有彈力特(te)性(xing)(xing)(xing)又(you)具(ju)(ju)有密(mi)封(feng)形狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)結構(gou)問世,使(shi)(shi)(shi)用(yong)沖(chong)壓(ya)加工技(ji)術可以用(yong)一張板就(jiu)達到氣(qi)體(ti)密(mi)封(feng)效果。在許多汽車上,都使(shi)(shi)(shi)用(yong)這種金屬氣(qi)體(ti)密(mi)封(feng)墊,密(mi)封(feng)墊使(shi)(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)鋼種為SUS310S不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,其(qi)厚(hou)度(du)為0.2-0.25mm。從石(shi)棉(mian)到不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼化的(de)(de)重點是(shi),不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼比石(shi)棉(mian)更具(ju)(ju)有耐熱性(xing)(xing)(xing)及高(gao)溫(wen)強度(du)高(gao)于耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)強。