一臺汽車上使用不銹(xiu)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(guan)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(shi),對汽(qi)車制造廠規定了各種(zhong)零(ling)(ling)部(bu)(bu)件(jian)的保(bao)證年限。規定消聲器的壽命為(wei)(wei)3年或6萬公里,促使(shi)各制造廠迅速實施(shi)由表面處(chu)理鋼(gang)(gang)板(ban)向不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)轉(zhuan)換(huan)(huan)。各汽(qi)車制造廠又開始(shi)研(yan)討(tao)以提高發動機(ji)的燃燒溫度(du)促使(shi)排(pai)放的氣(qi)體得(de)以凈化(hua),更進一(yi)步地推動了排(pai)氣(qi)系統全體零(ling)(ling)部(bu)(bu)件(jian)的不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)。因為(wei)(wei)位(wei)于發動機(ji)輸出部(bu)(bu)的多管(guan)(guan)(guan)路(lu)轉(zhuan)換(huan)(huan)器、多管(guan)(guan)(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)分(fen)的溫度(du)高達900~800℃,撓(nao)性(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)、觸媒轉(zhuan)換(huan)(huan)器部(bu)(bu)分(fen)為(wei)(wei)800~600℃,中間管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)分(fen)為(wei)(wei)600~400℃,就是消聲器,尾部(bu)(bu)末端管(guan)(guan)(guan)業達到400~200℃,所(suo)以具備(bei)耐熱性(xing)(xing)和耐腐蝕性(xing)(xing)的不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是用(yong)在這些零(ling)(ling)件(jian)上最合適(shi)的材(cai)料。直(zhi)接(jie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已按用(yong)途的不(bu)(bu)同,從(cong)以SCH409L、SUS410L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)為(wei)(wei)中心(xin)的以耐熱性(xing)(xing)為(wei)(wei)主的鋼(gang)(gang)種(zhong)向SUS436L等即具有(you)耐腐蝕性(xing)(xing)又具有(you)耐氧化(hua)性(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)(huan)。
作為排(pai)氧(yang)(yang)凈化裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)觸(chu)媒(mei)轉換(huan)器載體的(de)(de)材料(liao),是在即(ji)具(ju)有耐(nai)氧(yang)(yang)化性又(you)具(ju)有觸(chu)媒(mei)載體特性的(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)基礎上添加(jia)稀土元素而形(xing)成的(de)(de)一種特殊(shu)材料(liao)。將厚度為30微米的(de)(de)這(zhe)種特殊(shu)不銹鋼箔(bo),制(zhi)作成波(bo)紋板或平板重疊(die)卷(juan)成的(de)(de)圓筒(tong)狀(zhuang)的(de)(de)觸(chu)媒(mei)體再(zai)裝(zhuang)入排(pai)氧(yang)(yang)凈化裝(zhuang)置(zhi)中使用。
強(qiang)化(hua)(hua)汽車(che)(che)(che)排(pai)(pai)氣(qi)的(de)(de)法(fa)規應(ying)用范圍進一步擴大,要求摩托車(che)(che)(che)消聲器也要不(bu)(bu)銹鋼化(hua)(hua)。還有,最近,在(zai)日本(ben)東京地區,根(gen)據(ju)載(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)的(de)(de)凈(jing)化(hua)(hua)裝置設(she)置法(fa)規,作為載(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)的(de)(de)排(pai)(pai)氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)裝置也采用了不(bu)(bu)銹鋼制造(zao)。因為載(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)使用柴油發動機比較多,在(zai)歐(ou)美這種技(ji)術用在(zai)許多柴油發動機卡(ka)車(che)(che)(che)上(shang),也作為排(pai)(pai)放尾氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)裝置使用。從表面(mian)處理鋼板到不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼化(hua)(hua)的(de)(de)重點(dian):耐(nai)(nai)熱性(xing)、耐(nai)(nai)氧化(hua)(hua)性(xing);耐(nai)(nai)腐蝕性(xing)和高(gao)溫強(qiang)度(du)。
1. 汽車多管路(lu)排氣系統
汽(qi)車排氣系統材(cai)料中,根據美國加利福尼亞州排氣法規,曾(ceng)先在觸媒(mei)載(zai)體(ti)(ti)殼體(ti)(ti)和消聲(sheng)器上開展了不(bu)銹鋼(gang)化,以后又進(jin)展到離發動機很近的多管(guan)路(lu)排氣管(guan)(亦(yi)稱汽(qi)車排氣岐管(guan))。以前,因(yin)為多管(guan)路(lu)排氣管(guan)的形狀(zhuang)比較復雜,幾(ji)乎全部使用鑄鐵件。為了強(qiang)化排氣法規,單從觸媒(mei)載(zai)體(ti)(ti)進(jin)行排氣凈化,不(bu)能徹底解決問題(ti),還要借助提(ti)高燃燒溫度改(gai)善凈化效(xiao)果。因(yin)為以前使用鑄鐵件,在耐熱(re)方面發生過問題(ti)。為此采取(qu)了對(dui)策替換成不(bu)銹鋼(gang)鑄件,鋼(gang)種是耐熱(re)鋼(gang)SUH409.
此后,汽車(che)生(sheng)(sheng)產廠(chang)家為了適應強化(hua)排(pai)放氣體法(fa)規,為進(jin)一步(bu)提(ti)(ti)高(gao)燃燒溫度和輕量(liang)化(hua)而(er)與不銹鋼生(sheng)(sheng)產企業開展技術合作,開發多(duo)管(guan)路排(pai)氣管(guan)最佳(jia)材(cai)料,在制造方法(fa)上,從鑄(zhu)件轉換成利用(yong)管(guan)子和沖壓(ya)工藝(yi)進(jin)行(xing)排(pai)氣管(guan)的成型加工,這樣不僅(jin)僅(jin)提(ti)(ti)高(gao)了材(cai)料功(gong)能而(er)且(qie)實現了全部(bu)的輕量(liang)化(hua)。
因為要求材(cai)料(liao)具備耐(nai)熱性(xing)和抗氧(yang)化(hua)性(xing),當(dang)初(chu)從材(cai)料(liao)的(de)加工(gong)考慮(lv)使用了(le)奧氏體系列(lie)代(dai)表鋼(gang)(gang)(gang)種SUS304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。后來(lai),不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)企業在鐵(tie)素體系列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)種內添加了(le)鉬鈦(tai)鈮等,又(you)為提(ti)高其抗氧(yang)化(hua)性(xing),提(ti)高了(le)硅的(de)含(han)量,使這些特(te)殊(shu)材(cai)料(liao)得到大量使用。
原來利(li)用鑄造工(gong)藝(yi)所生(sheng)產的(de)鑄件,其加(jia)(jia)工(gong)形狀要求比較(jiao)嚴(yan)格,單純(chun)利(li)用沖壓加(jia)(jia)工(gong)在(zai)(zai)復(fu)雜形狀的(de)成(cheng)形上存在(zai)(zai)問(wen)題(ti),因(yin)而在(zai)(zai)所謂(wei)的(de)潤滑不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)板再加(jia)(jia)石蠟的(de)透明薄膜(mo),使大(da)幅度提(ti)高其加(jia)(jia)工(gong)性(xing)的(de)材(cai)料的(de)開發成(cheng)為(wei)可能。從普(pu)通鋼(gang)、鑄件開始(shi)到(dao)不(bu)銹鋼(gang),不(bu)銹鋼(gang)化(hua)的(de)重點(dian)主(zhu)要有(you)耐熱性(xing)、耐氧(yang)化(hua)性(xing),高溫強度(因(yin)為(wei)薄壁化(hua)而達到(dao)輕量化(hua))及耐腐蝕性(xing)。
2. 汽車氣體密封墊
在美國加(jia)利福尼亞州汽車(che)尾氣排放法規規定觸(chu)媒(mei)載體的殼體使(shi)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang),1986年美國環境(jing)保(bao)護局又(you)提出使(shi)用石棉可能(neng)引發癌(ai)癥,而下令全面停止(zhi)使(shi)用石棉制(zhi)品,從此(ci),開始了針對汽車(che)用氣體密封墊以不(bu)銹(xiu)鋼(gang)替代石棉的研(yan)究。在日本(ben),汽車(che)生產廠(chang)家積極(ji)地(di)參加(jia)了這項環境(jing)保(bao)護工(gong)作,成功地(di)完成了汽車(che)密封墊的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)化(hua)。如(ru)果在檢車(che)領域也能(neng)積極(ji)地(di)抓緊這項工(gong)作,當今在日本(ben)的石棉污染問(wen)題(ti)也早就(jiu)解決了。
汽車上(shang)使(shi)用(yong)的(de)(de)氣體(ti)(ti)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)墊,要求具(ju)備耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)代(dai)表(biao)功(gong)能,在(zai)(zai)使(shi)用(yong)上(shang)沒有(you)問(wen)題(ti),而其(qi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)則(ze)是一(yi)(yi)個難題(ti)。使(shi)用(yong)石(shi)棉(mian)緊(jin)緊(jin)貼(tie)敷(fu)地(di)壓(ya)在(zai)(zai)一(yi)(yi)起,則(ze)可(ke)(ke)提高其(qi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),而不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是金屬(shu)板(ban),其(qi)板(ban)厚偏差(cha)或是形(xing)狀偏差(cha),則(ze)可(ke)(ke)能產生間隙。無(wu)疑兩張(zhang)板(ban)的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)墊增加(jia)了成本(ben),于是即具(ju)有(you)彈力特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)又具(ju)有(you)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)形(xing)狀的(de)(de)結構問(wen)世,使(shi)用(yong)沖壓(ya)加(jia)工技(ji)術(shu)可(ke)(ke)以用(yong)一(yi)(yi)張(zhang)板(ban)就達到氣體(ti)(ti)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)效(xiao)果。在(zai)(zai)許(xu)多汽車上(shang),都使(shi)用(yong)這種金屬(shu)氣體(ti)(ti)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)墊,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)墊使(shi)用(yong)的(de)(de)鋼(gang)種為SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),其(qi)厚度為0.2-0.25mm。從石(shi)棉(mian)到不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)化的(de)(de)重點是,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比石(shi)棉(mian)更具(ju)有(you)耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)高溫(wen)強(qiang)度高于耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能強(qiang)。

