一臺汽車上使用不(bu)銹鋼(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(bu)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(zai)1989年(nian)開始(shi)(shi),對汽(qi)車(che)制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)規(gui)定了各種零(ling)部(bu)件(jian)的(de)保(bao)證年(nian)限(xian)。規(gui)定消聲(sheng)器的(de)壽(shou)命為(wei)(wei)(wei)(wei)3年(nian)或6萬(wan)公里,促使(shi)各制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)迅速實施由表面處(chu)理鋼(gang)板向(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板轉(zhuan)換。各汽(qi)車(che)制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)又開始(shi)(shi)研討(tao)以提高發動機的(de)燃燒溫度促使(shi)排(pai)放(fang)的(de)氣(qi)體得以凈化(hua),更進一步地(di)推(tui)動了排(pai)氣(qi)系統(tong)全(quan)體零(ling)部(bu)件(jian)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)化(hua)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)于發動機輸(shu)出部(bu)的(de)多管(guan)(guan)(guan)路(lu)轉(zhuan)換器、多管(guan)(guan)(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)(guan)部(bu)分的(de)溫度高達(da)900~800℃,撓性(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)、觸媒(mei)轉(zhuan)換器部(bu)分為(wei)(wei)(wei)(wei)800~600℃,中(zhong)(zhong)間(jian)管(guan)(guan)(guan)部(bu)分為(wei)(wei)(wei)(wei)600~400℃,就是(shi)(shi)消聲(sheng)器,尾部(bu)末端管(guan)(guan)(guan)業(ye)達(da)到400~200℃,所(suo)以具備(bei)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)(shi)用在(zai)這些(xie)零(ling)件(jian)上最(zui)合(he)適的(de)材料。直接不(bu)銹(xiu)鋼(gang)已按用途的(de)不(bu)同(tong),從以SCH409L、SUS410L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)為(wei)(wei)(wei)(wei)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)以耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)(wei)(wei)主(zhu)的(de)鋼(gang)種向(xiang)SUS436L等即(ji)具有(you)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)又具有(you)耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)的(de)鋼(gang)種轉(zhuan)換。
作為排(pai)氧凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)觸(chu)媒轉(zhuan)換器載體的(de)(de)材(cai)料,是在(zai)即具(ju)有耐氧化(hua)性又(you)具(ju)有觸(chu)媒載體特性的(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)基(ji)礎上添(tian)加稀(xi)土元素而(er)形成的(de)(de)一(yi)種特殊(shu)材(cai)料。將厚度為30微米(mi)的(de)(de)這(zhe)種特殊(shu)不銹鋼箔(bo),制作成波紋(wen)板(ban)或(huo)平(ping)板(ban)重(zhong)疊卷(juan)成的(de)(de)圓(yuan)筒(tong)狀的(de)(de)觸(chu)媒體再裝(zhuang)入(ru)排(pai)氧凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)中使用。
強化汽車排(pai)氣(qi)(qi)的(de)(de)法規應用范圍(wei)進一步擴大,要(yao)求摩托車消聲器也(ye)要(yao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化。還有(you),最(zui)近,在(zai)日本(ben)東京地區,根據載貨(huo)(huo)卡車的(de)(de)凈化裝(zhuang)置設置法規,作(zuo)為載貨(huo)(huo)卡車的(de)(de)排(pai)氣(qi)(qi)凈化裝(zhuang)置也(ye)采用了不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造(zao)。因為載貨(huo)(huo)卡車使用柴油發動機(ji)比較多,在(zai)歐(ou)美這種技(ji)術用在(zai)許多柴油發動機(ji)卡車上,也(ye)作(zuo)為排(pai)放尾氣(qi)(qi)凈化裝(zhuang)置使用。從表面處理鋼(gang)(gang)板到不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)(de)重點:耐熱性(xing)、耐氧化性(xing);耐腐蝕性(xing)和高(gao)溫強度。
1. 汽車多管路排(pai)氣系(xi)統
汽車(che)排氣(qi)系統材料中,根據美國加(jia)利福尼亞州排氣(qi)法規(gui),曾先在觸媒(mei)載體(ti)(ti)殼體(ti)(ti)和(he)消聲(sheng)器上開展(zhan)了(le)不(bu)銹鋼化,以(yi)后又進展(zhan)到離(li)發(fa)動(dong)機很近的多管(guan)路排氣(qi)管(guan)(亦稱汽車(che)排氣(qi)岐(qi)管(guan))。以(yi)前,因(yin)為多管(guan)路排氣(qi)管(guan)的形狀比較復雜,幾乎全(quan)部使用鑄鐵件(jian)。為了(le)強化排氣(qi)法規(gui),單從(cong)觸媒(mei)載體(ti)(ti)進行排氣(qi)凈化,不(bu)能徹底解決問題(ti),還要(yao)借助(zhu)提(ti)高(gao)燃燒溫度(du)改善凈化效果。因(yin)為以(yi)前使用鑄鐵件(jian),在耐熱方面發(fa)生過問題(ti)。為此采取(qu)了(le)對策替換成不(bu)銹鋼鑄件(jian),鋼種是(shi)耐熱鋼SUH409.
此后(hou),汽車生產廠家為(wei)(wei)了(le)適應(ying)強(qiang)化排(pai)放氣(qi)體法(fa)規,為(wei)(wei)進一步(bu)提高燃燒溫度和輕量(liang)化而與不(bu)銹鋼生產企業開(kai)展(zhan)技術合作(zuo),開(kai)發多管(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)管(guan)最佳材料,在(zai)制造方法(fa)上(shang),從(cong)鑄件轉換成利用(yong)管(guan)子和沖(chong)壓工(gong)藝(yi)進行排(pai)氣(qi)管(guan)的成型加工(gong),這樣(yang)不(bu)僅(jin)僅(jin)提高了(le)材料功(gong)能(neng)而且實現了(le)全部的輕量(liang)化。
因為要求材(cai)料具(ju)備耐熱性和抗(kang)氧化性,當初從材(cai)料的(de)加工考慮使用了奧氏體系(xi)列代表鋼(gang)種(zhong)SUS304不銹鋼(gang)。后來,不銹鋼(gang)企業(ye)在鐵素體系(xi)列鋼(gang)種(zhong)內添(tian)加了鉬鈦鈮等(deng),又為提高(gao)其抗(kang)氧化性,提高(gao)了硅的(de)含量,使這些(xie)特(te)殊材(cai)料得到大量使用。
原來利用(yong)鑄(zhu)造工藝所生產的(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian),其(qi)加工形狀要(yao)求比較嚴(yan)格,單(dan)純利用(yong)沖壓加工在復雜(za)形狀的(de)(de)(de)成形上存在問題(ti),因而在所謂的(de)(de)(de)潤(run)滑不銹(xiu)(xiu)鋼鋼板(ban)再加石蠟的(de)(de)(de)透明(ming)薄(bo)膜,使大幅度(du)提高其(qi)加工性的(de)(de)(de)材料的(de)(de)(de)開(kai)發成為可能。從普通鋼、鑄(zhu)件(jian)開(kai)始到不銹(xiu)(xiu)鋼,不銹(xiu)(xiu)鋼化的(de)(de)(de)重點(dian)主要(yao)有耐(nai)熱性、耐(nai)氧(yang)化性,高溫強度(du)(因為薄(bo)壁化而達到輕(qing)量化)及耐(nai)腐蝕(shi)性。
2. 汽車(che)氣體密封(feng)墊
在美國加(jia)利福尼亞(ya)州(zhou)汽(qi)車(che)(che)尾氣排放(fang)法規規定觸媒載體(ti)(ti)(ti)的殼體(ti)(ti)(ti)使用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),1986年(nian)美國環(huan)境保護局又提出使用(yong)石(shi)(shi)棉可能引發癌癥,而下令全面停止使用(yong)石(shi)(shi)棉制品(pin),從此,開(kai)始了(le)(le)針對(dui)汽(qi)車(che)(che)用(yong)氣體(ti)(ti)(ti)密封(feng)(feng)墊以不銹(xiu)鋼(gang)(gang)替(ti)代石(shi)(shi)棉的研究。在日本(ben),汽(qi)車(che)(che)生產廠家(jia)積極地(di)(di)參加(jia)了(le)(le)這(zhe)項環(huan)境保護工作(zuo),成(cheng)功地(di)(di)完成(cheng)了(le)(le)汽(qi)車(che)(che)密封(feng)(feng)墊的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)。如(ru)果在檢(jian)車(che)(che)領域(yu)也(ye)能積極地(di)(di)抓(zhua)緊(jin)這(zhe)項工作(zuo),當(dang)今在日本(ben)的石(shi)(shi)棉污染問題(ti)也(ye)早(zao)就解決了(le)(le)。
汽車上使(shi)(shi)用(yong)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)墊(dian),要求具備(bei)耐熱性(xing)和密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性(xing)。耐熱性(xing)是(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)代表功能(neng)(neng),在使(shi)(shi)用(yong)上沒有(you)(you)(you)問(wen)(wen)題,而其(qi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性(xing)則(ze)(ze)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個難題。使(shi)(shi)用(yong)石(shi)棉緊(jin)緊(jin)貼敷地(di)壓在一(yi)(yi)(yi)起,則(ze)(ze)可提高(gao)(gao)其(qi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性(xing),而不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)金屬(shu)板,其(qi)板厚(hou)偏(pian)差或是(shi)(shi)形(xing)(xing)狀偏(pian)差,則(ze)(ze)可能(neng)(neng)產(chan)生間(jian)隙(xi)。無(wu)疑(yi)兩張板的(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)墊(dian)增加(jia)(jia)了(le)成本,于是(shi)(shi)即具有(you)(you)(you)彈(dan)力特性(xing)又具有(you)(you)(you)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)形(xing)(xing)狀的(de)結構問(wen)(wen)世,使(shi)(shi)用(yong)沖壓加(jia)(jia)工技術可以(yi)用(yong)一(yi)(yi)(yi)張板就達(da)到(dao)氣(qi)(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)效(xiao)果。在許多汽車上,都使(shi)(shi)用(yong)這(zhe)種金屬(shu)氣(qi)(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)墊(dian),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)墊(dian)使(shi)(shi)用(yong)的(de)鋼(gang)(gang)種為SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),其(qi)厚(hou)度(du)為0.2-0.25mm。從石(shi)棉到(dao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)重點是(shi)(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比石(shi)棉更(geng)具有(you)(you)(you)耐熱性(xing)及高(gao)(gao)溫強度(du)高(gao)(gao)于耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)強。

