新型尼龙复合材料瞄准汽车中的金属件

作者:James Callari 发布时间:2011-08-23
分享到


这一变速器反应电缆支架由意大利Sila Holding公司成型制造,由于采用了含50%玻纤的尼龙66替代铝来制造,该部件的重量减轻了30%,生产成本则降低了20%

鉴于汽车的燃油经济性变得日益重要,在汽车中需要有更多的部件采用轻质塑料代替金属来制造。为此,意大利Radici塑料公司最新推出了一种尼龙复合材料,旨在代替汽车中的金属材料。

意大利Radici塑料公司(以下简称“Radici公司”)最新开发了一种含50%玻璃纤维的尼龙66,据称它易于成型,为汽车中的金属替代物提供了新的选择。在一辆普通大小的汽车中,塑料约占其总重量的15%,预计在今后10年内将增加至20%。Radici公司正在积极推进其新产品Radilon A RV500 RW 339 NER在汽车中的应用,以使该材料能在更大范围内替代金属,并允许成型商生产出更轻、更具环境友好性,以及集成有多种功能的更复杂的汽车零部件。

性能增强

Radici公司市场营销和应用开发经理Erici Spini介绍说,通过Radici公司所做的对比试验,可看出Radici公司新开发的材料要比市场上与其竞争的50%玻纤填充尼龙66在性能上有了显著的提升。例如,Radici产品在23℃时测量的拉伸强度达到260MPa,比对照材料提高了12%;在较高温度(150℃)下的断裂应变也有12%左右的提高;而熔接线处的拉伸强度(熔接线强度),也比对照的50%玻纤复合物高20%。

缺口与非缺口摆锤冲击试验的结果表明,Radilon A RV500 RW 339 NER的韧性可比对照材料高30%。在汽车结构材料所需的另一重要特性——高速下的应力应变性能方面,Radici公司 的试验显示了,Radilon A复合材料在所有应用载荷速度下的刚度和能量吸收性都比与之竞争的复合材料更好。“这些得到改善的动态性能使得这种材料特别适用于诸如发动机支架和变速器外壳的应用。”Spini说道。

据称,该材料与竞争材料相比,在疲劳限制上得到了显著的改善,同时在抗蠕变性上也具有明显的优势,这对阀盖和油盒上的应用是至关重要的,因为这些零部件在它们整个使用期限中都要承受恒定的载荷。另外,极好的油密封性对于这些应用也是必需的。

易成型

由Radici公司进行的生产试验表明,该材料的加工工艺几乎和标准玻纤填充尼龙66完全一样。 Spini介绍说,在这种材料的开发过程中,Radici公司特别留意了该材料长时间暴露在较高加工温度下的力学性能表现。

Radici公司的目的是向市场推出一种可以在300℃以上成型的材料,这是为了最大限度地提高熔接线强度,同时不会有聚合物降解。试验表明,该材料的拉伸强度与熔接线强度,在熔融温度高达310℃以及在机筒内停留长达6min的情况下都不会发生改变。

Radici公司已经同意大利成型商Sila Holding公司合作开发了一个商业化应用:变速器反应电缆支架,过去它是用铝制成的。该部件需要在120~150℃下承受疲劳应力、振动和交变载荷。

Radici公司与Sila Holding公司以及一个主要的变速器厂商一起合作,在经过一系列的试验后,对这个部件进行了全新的再设计。最终的反应支架模型是采用结构分析,通过虚拟模型的外形优化开发出的。

Spini介绍说,这个部件由于具有120MPa的最大应力值,即使在吸湿之后,也可保持较高的强度。此外,该部件的材料由于从铝转变到了尼龙复合材料,重量减轻了30%,生产成本则降低了20%。

收藏
赞一下
0