一臺汽車上使用不銹(xiu)鋼(gang)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年開始,對汽車制造廠規定(ding)了各種零(ling)部(bu)件的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)證年限。規定(ding)消聲器的(de)(de)(de)(de)(de)壽命(ming)為(wei)(wei)3年或6萬(wan)公里,促使各制造廠迅速實施由(you)表(biao)面處理鋼(gang)(gang)板向不(bu)銹鋼(gang)(gang)板轉(zhuan)換。各汽車制造廠又(you)開始研(yan)討以(yi)提(ti)高(gao)發動(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)燃燒溫度促使排放的(de)(de)(de)(de)(de)氣體(ti)得以(yi)凈(jing)化(hua),更(geng)進一步(bu)地推動(dong)(dong)了排氣系統全體(ti)零(ling)部(bu)件的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)化(hua)。因為(wei)(wei)位于發動(dong)(dong)機輸出部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)多管(guan)(guan)路轉(zhuan)換器、多管(guan)(guan)路排氣管(guan)(guan)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度高(gao)達900~800℃,撓性(xing)(xing)管(guan)(guan)、觸(chu)媒轉(zhuan)換器部(bu)分(fen)為(wei)(wei)800~600℃,中間管(guan)(guan)部(bu)分(fen)為(wei)(wei)600~400℃,就是(shi)消聲器,尾部(bu)末端管(guan)(guan)業達到(dao)400~200℃,所以(yi)具備(bei)耐熱(re)性(xing)(xing)和耐腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)用(yong)在這些零(ling)件上最合適的(de)(de)(de)(de)(de)材料。直接不(bu)銹鋼(gang)(gang)已按用(yong)途的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同,從以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)(wei)中心的(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)耐熱(re)性(xing)(xing)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種向SUS436L等即(ji)具有耐腐蝕性(xing)(xing)又(you)具有耐氧化(hua)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種轉(zhuan)換。
作為(wei)排氧(yang)凈化裝(zhuang)置的(de)觸媒轉換器載(zai)體(ti)(ti)的(de)材料(liao),是(shi)在(zai)即(ji)具有(you)耐氧(yang)化性(xing)(xing)又具有(you)觸媒載(zai)體(ti)(ti)特性(xing)(xing)的(de)20Cr-5Al鋼的(de)基礎上添加(jia)稀土元素(su)而形(xing)成的(de)一種特殊材料(liao)。將厚度(du)為(wei)30微米的(de)這(zhe)種特殊不銹鋼箔,制作成波紋板或(huo)平板重疊卷(juan)成的(de)圓筒狀的(de)觸媒體(ti)(ti)再裝(zhuang)入(ru)排氧(yang)凈化裝(zhuang)置中使用。
強化(hua)汽(qi)車(che)(che)排(pai)氣(qi)的(de)法(fa)規(gui)應(ying)用(yong)范圍進一步擴大(da),要(yao)求摩托(tuo)車(che)(che)消聲(sheng)器也(ye)要(yao)不銹鋼(gang)化(hua)。還(huan)有,最近,在(zai)日本東(dong)京地區,根據載(zai)(zai)(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)的(de)凈(jing)化(hua)裝置(zhi)設置(zhi)法(fa)規(gui),作(zuo)為載(zai)(zai)(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)的(de)排(pai)氣(qi)凈(jing)化(hua)裝置(zhi)也(ye)采用(yong)了不銹鋼(gang)制造。因為載(zai)(zai)(zai)貨(huo)卡(ka)車(che)(che)使用(yong)柴油(you)發動機比(bi)較(jiao)多,在(zai)歐美這種技術用(yong)在(zai)許多柴油(you)發動機卡(ka)車(che)(che)上,也(ye)作(zuo)為排(pai)放尾氣(qi)凈(jing)化(hua)裝置(zhi)使用(yong)。從表面(mian)處(chu)理鋼(gang)板到(dao)不銹鋼(gang)的(de)不銹鋼(gang)化(hua)的(de)重點(dian):耐熱性(xing)(xing)、耐氧(yang)化(hua)性(xing)(xing);耐腐蝕性(xing)(xing)和高溫(wen)強度(du)。
1. 汽車多管(guan)路排氣系統
汽車排氣(qi)(qi)系統材料中(zhong),根據(ju)美國加(jia)利福尼亞(ya)州排氣(qi)(qi)法規(gui),曾(ceng)先在觸媒載體殼體和(he)消聲器上開展了(le)(le)不銹鋼(gang)化(hua),以后又(you)進展到離(li)發(fa)動機很近(jin)的(de)多管(guan)路(lu)排氣(qi)(qi)管(guan)(亦稱汽車排氣(qi)(qi)岐(qi)管(guan))。以前(qian),因(yin)為(wei)(wei)(wei)多管(guan)路(lu)排氣(qi)(qi)管(guan)的(de)形狀比較復雜,幾(ji)乎全部使用鑄鐵件(jian)。為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)強化(hua)排氣(qi)(qi)法規(gui),單從觸媒載體進行排氣(qi)(qi)凈(jing)化(hua),不能徹底(di)解(jie)決問題(ti),還要借助提高燃燒(shao)溫度改善(shan)凈(jing)化(hua)效(xiao)果。因(yin)為(wei)(wei)(wei)以前(qian)使用鑄鐵件(jian),在耐(nai)熱(re)方(fang)面發(fa)生過問題(ti)。為(wei)(wei)(wei)此采(cai)取了(le)(le)對策替換成不銹鋼(gang)鑄件(jian),鋼(gang)種(zhong)是(shi)耐(nai)熱(re)鋼(gang)SUH409.
此后(hou),汽車生(sheng)產廠(chang)家為(wei)了(le)適應強化(hua)排(pai)放氣(qi)體法規,為(wei)進(jin)一步提(ti)高(gao)燃燒溫度和輕量化(hua)而與不(bu)銹鋼生(sheng)產企業開(kai)展技術(shu)合作,開(kai)發(fa)多管(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)管(guan)最佳(jia)材料(liao)(liao),在制(zhi)造方法上,從鑄件轉換成利用管(guan)子和沖壓工藝進(jin)行排(pai)氣(qi)管(guan)的成型加(jia)工,這樣(yang)不(bu)僅(jin)僅(jin)提(ti)高(gao)了(le)材料(liao)(liao)功能(neng)而且實現了(le)全部的輕量化(hua)。
因為(wei)要求材料具備耐熱性和抗氧化性,當初從材料的加(jia)工考(kao)慮使(shi)用(yong)了奧氏體(ti)系(xi)列代表(biao)鋼(gang)(gang)(gang)種SUS304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。后來(lai),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)企業在鐵素體(ti)系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)種內添加(jia)了鉬鈦鈮等,又為(wei)提高其抗氧化性,提高了硅的含量(liang),使(shi)這些特殊材料得到大量(liang)使(shi)用(yong)。
原來利用(yong)鑄(zhu)造工(gong)藝(yi)所生(sheng)產的(de)(de)鑄(zhu)件,其加工(gong)形(xing)狀要(yao)求(qiu)比較嚴格,單純利用(yong)沖壓(ya)加工(gong)在(zai)復雜形(xing)狀的(de)(de)成形(xing)上(shang)存在(zai)問題,因(yin)而在(zai)所謂的(de)(de)潤(run)滑不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)板再加石蠟(la)的(de)(de)透明薄膜,使大幅度(du)提(ti)高其加工(gong)性(xing)的(de)(de)材料的(de)(de)開發成為可能。從(cong)普通鋼(gang)(gang)(gang)、鑄(zhu)件開始到(dao)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)化的(de)(de)重點(dian)主要(yao)有耐熱(re)性(xing)、耐氧化性(xing),高溫強(qiang)度(du)(因(yin)為薄壁化而達到(dao)輕量化)及耐腐蝕性(xing)。
2. 汽(qi)車氣(qi)體密封墊
在(zai)美(mei)國加(jia)利福尼亞州汽(qi)車(che)尾氣(qi)排放法(fa)規規定觸媒載體的殼(ke)體使用不(bu)銹鋼,1986年美(mei)國環(huan)境保(bao)護局(ju)又提出使用石棉(mian)可能(neng)引發(fa)癌癥,而下令全面停(ting)止使用石棉(mian)制品,從此,開始了針(zhen)對汽(qi)車(che)用氣(qi)體密封(feng)墊(dian)以不(bu)銹鋼替代(dai)石棉(mian)的研究。在(zai)日(ri)(ri)本(ben),汽(qi)車(che)生產廠家積極地參加(jia)了這項環(huan)境保(bao)護工(gong)作,成(cheng)功地完成(cheng)了汽(qi)車(che)密封(feng)墊(dian)的不(bu)銹鋼化。如果在(zai)檢車(che)領域也能(neng)積極地抓緊這項工(gong)作,當今(jin)在(zai)日(ri)(ri)本(ben)的石棉(mian)污染問題(ti)也早就(jiu)解決了。
汽車上(shang)使(shi)用(yong)的(de)氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)墊(dian),要(yao)求(qiu)具(ju)備耐熱性(xing)(xing)和密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)。耐熱性(xing)(xing)是(shi)不銹鋼(gang)(gang)的(de)代表功能(neng)(neng),在(zai)(zai)使(shi)用(yong)上(shang)沒(mei)有問題,而其密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)則是(shi)一個難題。使(shi)用(yong)石(shi)棉(mian)緊緊貼(tie)敷地壓在(zai)(zai)一起,則可提(ti)高其密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing),而不銹鋼(gang)(gang)是(shi)金屬(shu)板(ban)(ban)(ban),其板(ban)(ban)(ban)厚(hou)偏差(cha)或是(shi)形狀偏差(cha),則可能(neng)(neng)產生間隙。無疑兩張板(ban)(ban)(ban)的(de)密(mi)封(feng)(feng)墊(dian)增加了(le)成本,于是(shi)即(ji)具(ju)有彈力特性(xing)(xing)又(you)具(ju)有密(mi)封(feng)(feng)形狀的(de)結構問世,使(shi)用(yong)沖壓加工(gong)技術可以用(yong)一張板(ban)(ban)(ban)就達到(dao)氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)效(xiao)果。在(zai)(zai)許多汽車上(shang),都(dou)使(shi)用(yong)這(zhe)種金屬(shu)氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)墊(dian),密(mi)封(feng)(feng)墊(dian)使(shi)用(yong)的(de)鋼(gang)(gang)種為SUS310S不銹鋼(gang)(gang),其厚(hou)度(du)為0.2-0.25mm。從石(shi)棉(mian)到(dao)不銹鋼(gang)(gang)不銹鋼(gang)(gang)化(hua)的(de)重點是(shi),不銹鋼(gang)(gang)比(bi)石(shi)棉(mian)更具(ju)有耐熱性(xing)(xing)及高溫強度(du)高于耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)強。