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,對汽車(che)制造(zao)廠(chang)規定了各(ge)種(zhong)零部(bu)(bu)(bu)件的(de)(de)保證(zheng)年(nian)限。規定消(xiao)聲器(qi)的(de)(de)壽命為3年(nian)或(huo)6萬公里(li),促使各(ge)制造(zao)廠(chang)迅速實施由表(biao)面處理鋼(gang)板向不(bu)(bu)銹鋼(gang)板轉換(huan)(huan)。各(ge)汽車(che)制造(zao)廠(chang)又開始研討(tao)以(yi)提高發(fa)動(dong)(dong)機的(de)(de)燃燒溫(wen)度(du)促使排(pai)放的(de)(de)氣體(ti)得以(yi)凈化,更進一步地推動(dong)(dong)了排(pai)氣系統全體(ti)零部(bu)(bu)(bu)件的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)化。因為位于發(fa)動(dong)(dong)機輸出部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)多管路轉換(huan)(huan)器(qi)、多管路排(pai)氣管部(bu)(bu)(bu)分的(de)(de)溫(wen)度(du)高達(da)900~800℃,撓性管、觸媒轉換(huan)(huan)器(qi)部(bu)(bu)(bu)分為800~600℃,中(zhong)間管部(bu)(bu)(bu)分為600~400℃,就(jiu)是消(xiao)聲器(qi),尾部(bu)(bu)(bu)末端(duan)管業(ye)達(da)到400~200℃,所(suo)以(yi)具(ju)(ju)備耐(nai)熱性和耐(nai)腐(fu)蝕性的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)是用(yong)在這些零件上最合適的(de)(de)材料。直接不(bu)(bu)銹鋼(gang)已(yi)按用(yong)途的(de)(de)不(bu)(bu)同,從(cong)以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)(bu)銹鋼(gang)為中(zhong)心的(de)(de)以(yi)耐(nai)熱性為主的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)向SUS436L等即具(ju)(ju)有耐(nai)腐(fu)蝕性又具(ju)(ju)有耐(nai)氧化性的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)轉換(huan)(huan)。
作為(wei)(wei)排氧(yang)凈(jing)化(hua)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)觸媒轉(zhuan)換器載(zai)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)材料(liao),是在即具有(you)耐氧(yang)化(hua)性又具有(you)觸媒載(zai)體(ti)(ti)特性的(de)(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)(de)基(ji)礎上添加稀土元素而形成(cheng)的(de)(de)(de)一種特殊材料(liao)。將厚度為(wei)(wei)30微米的(de)(de)(de)這種特殊不(bu)銹(xiu)鋼箔,制作成(cheng)波紋板或平板重(zhong)疊卷成(cheng)的(de)(de)(de)圓筒狀的(de)(de)(de)觸媒體(ti)(ti)再裝(zhuang)入排氧(yang)凈(jing)化(hua)裝(zhuang)置中(zhong)使用。
強(qiang)化(hua)汽(qi)車(che)(che)排(pai)氣(qi)的(de)法(fa)規應用(yong)范(fan)圍進一步擴大(da),要(yao)(yao)求摩托車(che)(che)消聲器也(ye)要(yao)(yao)不銹(xiu)鋼(gang)化(hua)。還有(you),最近,在日本(ben)東(dong)京地區,根據載(zai)(zai)貨卡(ka)車(che)(che)的(de)凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)設(she)置(zhi)法(fa)規,作(zuo)為載(zai)(zai)貨卡(ka)車(che)(che)的(de)排(pai)氣(qi)凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)也(ye)采(cai)用(yong)了不銹(xiu)鋼(gang)制造。因為載(zai)(zai)貨卡(ka)車(che)(che)使用(yong)柴(chai)(chai)油(you)發(fa)動機(ji)(ji)比較多(duo),在歐美這種技術(shu)用(yong)在許(xu)多(duo)柴(chai)(chai)油(you)發(fa)動機(ji)(ji)卡(ka)車(che)(che)上,也(ye)作(zuo)為排(pai)放尾氣(qi)凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)使用(yong)。從表面處理(li)鋼(gang)板到不銹(xiu)鋼(gang)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)化(hua)的(de)重(zhong)點:耐熱性(xing)、耐氧化(hua)性(xing);耐腐(fu)蝕性(xing)和高溫強(qiang)度。
1. 汽車(che)多管路(lu)排氣系統
汽(qi)車排(pai)氣系統(tong)材(cai)料中,根(gen)據美(mei)國(guo)加利福尼(ni)亞州(zhou)排(pai)氣法規,曾先(xian)在觸(chu)媒載體殼體和消聲器上開展(zhan)了不(bu)銹鋼(gang)化,以(yi)后又進展(zhan)到(dao)離發動機很近的多(duo)管(guan)路排(pai)氣管(guan)(亦稱(cheng)汽(qi)車排(pai)氣岐(qi)管(guan))。以(yi)前,因(yin)為(wei)多(duo)管(guan)路排(pai)氣管(guan)的形狀比較(jiao)復雜,幾乎全部(bu)使(shi)用鑄(zhu)鐵件。為(wei)了強化排(pai)氣法規,單從觸(chu)媒載體進行排(pai)氣凈(jing)(jing)化,不(bu)能徹底解決問(wen)題(ti),還要借助提(ti)高燃燒溫度(du)改善凈(jing)(jing)化效果。因(yin)為(wei)以(yi)前使(shi)用鑄(zhu)鐵件,在耐熱方面發生過問(wen)題(ti)。為(wei)此采取了對策替換成不(bu)銹鋼(gang)鑄(zhu)件,鋼(gang)種(zhong)是耐熱鋼(gang)SUH409.
此(ci)后(hou),汽(qi)車生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)為了適應(ying)強化排(pai)(pai)放氣(qi)體法規,為進(jin)一步提高(gao)燃燒溫度和輕量化而與不銹鋼生(sheng)產(chan)企業開展技術合(he)作,開發多管(guan)路排(pai)(pai)氣(qi)管(guan)最佳材(cai)料,在制造(zao)方法上,從鑄(zhu)件轉(zhuan)換成利(li)用管(guan)子和沖壓工藝(yi)進(jin)行(xing)排(pai)(pai)氣(qi)管(guan)的成型加工,這樣不僅(jin)僅(jin)提高(gao)了材(cai)料功(gong)能而且實現了全部的輕量化。
因為要求材料(liao)具備耐熱性(xing)和(he)抗氧(yang)化性(xing),當初從材料(liao)的加工考慮(lv)使用(yong)了奧氏體系(xi)(xi)列(lie)代(dai)表鋼(gang)種SUS304不(bu)(bu)銹鋼(gang)。后(hou)來,不(bu)(bu)銹鋼(gang)企業(ye)在(zai)鐵素體系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)種內(nei)添加了鉬鈦鈮等,又(you)為提(ti)(ti)高其(qi)抗氧(yang)化性(xing),提(ti)(ti)高了硅的含量,使這些特殊材料(liao)得到大(da)量使用(yong)。
原來利用(yong)鑄造(zao)工(gong)藝所(suo)生(sheng)產的(de)(de)鑄件(jian),其(qi)加(jia)工(gong)形狀要求(qiu)比較嚴格,單純利用(yong)沖壓(ya)加(jia)工(gong)在(zai)復雜形狀的(de)(de)成(cheng)形上存在(zai)問題(ti),因而在(zai)所(suo)謂的(de)(de)潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)板再加(jia)石蠟的(de)(de)透明薄膜,使(shi)大幅度提(ti)高其(qi)加(jia)工(gong)性(xing)(xing)的(de)(de)材料的(de)(de)開發成(cheng)為(wei)可(ke)能。從普(pu)通鋼(gang)、鑄件(jian)開始到不銹(xiu)鋼(gang),不銹(xiu)鋼(gang)化的(de)(de)重點主要有耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)、耐(nai)氧化性(xing)(xing),高溫強度(因為(wei)薄壁化而達到輕量化)及耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)。
2. 汽車氣(qi)體(ti)密封墊
在美國(guo)加利福尼亞州汽(qi)車尾(wei)氣排放(fang)法規規定觸媒載(zai)體的殼體使用不(bu)銹鋼,1986年美國(guo)環境保護局又提出使用石(shi)棉(mian)可能引發癌癥,而(er)下令全(quan)面停止使用石(shi)棉(mian)制品,從此,開始了針對汽(qi)車用氣體密封墊以不(bu)銹鋼替代石(shi)棉(mian)的研究。在日(ri)本,汽(qi)車生產廠(chang)家(jia)積(ji)極地(di)參(can)加了這(zhe)項環境保護工(gong)作(zuo),成(cheng)功地(di)完成(cheng)了汽(qi)車密封墊的不(bu)銹鋼化。如果在檢車領(ling)域也(ye)能積(ji)極地(di)抓緊(jin)這(zhe)項工(gong)作(zuo),當今(jin)在日(ri)本的石(shi)棉(mian)污染(ran)問題(ti)也(ye)早就解(jie)決了。
汽車(che)上(shang)(shang)使(shi)用的(de)氣(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)墊(dian)(dian),要求(qiu)具(ju)備耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)和密(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)。耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)是不銹鋼的(de)代表(biao)功能(neng)(neng),在使(shi)用上(shang)(shang)沒有(you)問題,而其(qi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)則(ze)(ze)是一(yi)個難(nan)題。使(shi)用石棉(mian)(mian)緊緊貼敷地壓(ya)在一(yi)起,則(ze)(ze)可(ke)提(ti)高其(qi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing),而不銹鋼是金屬板(ban)(ban),其(qi)板(ban)(ban)厚偏差或是形狀(zhuang)偏差,則(ze)(ze)可(ke)能(neng)(neng)產生間隙(xi)。無疑兩張(zhang)板(ban)(ban)的(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)墊(dian)(dian)增加了成本,于是即具(ju)有(you)彈(dan)力(li)特性(xing)(xing)又具(ju)有(you)密(mi)(mi)封(feng)(feng)形狀(zhuang)的(de)結構(gou)問世,使(shi)用沖(chong)壓(ya)加工技術可(ke)以用一(yi)張(zhang)板(ban)(ban)就達(da)到(dao)氣(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)效果(guo)。在許多汽車(che)上(shang)(shang),都(dou)使(shi)用這種(zhong)(zhong)金屬氣(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)墊(dian)(dian),密(mi)(mi)封(feng)(feng)墊(dian)(dian)使(shi)用的(de)鋼種(zhong)(zhong)為(wei)SUS310S不銹鋼,其(qi)厚度(du)為(wei)0.2-0.25mm。從石棉(mian)(mian)到(dao)不銹鋼不銹鋼化(hua)的(de)重點是,不銹鋼比石棉(mian)(mian)更具(ju)有(you)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)及高溫強(qiang)(qiang)度(du)高于耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)強(qiang)(qiang)。

