一臺汽車上使用不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年開始,對汽(qi)車制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)規定(ding)了(le)各種零部(bu)(bu)(bu)(bu)件的(de)保證年限。規定(ding)消(xiao)聲器的(de)壽命為(wei)3年或6萬公里,促(cu)使各制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)迅(xun)速(su)實(shi)施(shi)由(you)表面處理(li)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)向不銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)轉換(huan)(huan)。各汽(qi)車制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)又開始研討以提高發動(dong)機的(de)燃燒(shao)溫度促(cu)使排放的(de)氣(qi)體(ti)得以凈化(hua),更進(jin)一(yi)步地(di)推動(dong)了(le)排氣(qi)系(xi)統(tong)全體(ti)零部(bu)(bu)(bu)(bu)件的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)。因為(wei)位于發動(dong)機輸出部(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)多(duo)管(guan)(guan)(guan)路轉換(huan)(huan)器、多(duo)管(guan)(guan)(guan)路排氣(qi)管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)的(de)溫度高達900~800℃,撓性(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)、觸媒轉換(huan)(huan)器部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)800~600℃,中(zhong)間管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)600~400℃,就(jiu)是消(xiao)聲器,尾部(bu)(bu)(bu)(bu)末端管(guan)(guan)(guan)業達到400~200℃,所(suo)以具(ju)備耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)和耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是用(yong)在這些(xie)零件上最合(he)適的(de)材(cai)料。直接(jie)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)按用(yong)途(tu)的(de)不同,從以SCH409L、SUS410L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)以耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)為(wei)主的(de)鋼(gang)(gang)種向SUS436L等即具(ju)有(you)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)又具(ju)有(you)耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)的(de)鋼(gang)(gang)種轉換(huan)(huan)。
作為排(pai)(pai)氧凈化(hua)裝(zhuang)置的(de)觸媒轉換器(qi)載(zai)體的(de)材料,是在即具有耐(nai)氧化(hua)性又具有觸媒載(zai)體特(te)性的(de)20Cr-5Al鋼的(de)基礎(chu)上(shang)添(tian)加稀土元素而(er)形成的(de)一種特(te)殊(shu)材料。將(jiang)厚度(du)為30微(wei)米的(de)這(zhe)種特(te)殊(shu)不銹鋼箔,制作成波紋板或平板重疊卷成的(de)圓筒狀的(de)觸媒體再裝(zhuang)入排(pai)(pai)氧凈化(hua)裝(zhuang)置中使用。
強化(hua)(hua)(hua)汽車(che)排氣的(de)(de)法規應用范圍進一步擴(kuo)大,要求摩托車(che)消聲器也(ye)(ye)要不銹(xiu)鋼化(hua)(hua)(hua)。還有,最近,在日本東京(jing)地(di)區,根(gen)據載貨卡車(che)的(de)(de)凈化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)設置(zhi)法規,作(zuo)為載貨卡車(che)的(de)(de)排氣凈化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)也(ye)(ye)采用了不銹(xiu)鋼制(zhi)造。因(yin)為載貨卡車(che)使(shi)用柴(chai)油發動(dong)機比較多(duo),在歐美這種(zhong)技術用在許多(duo)柴(chai)油發動(dong)機卡車(che)上,也(ye)(ye)作(zuo)為排放尾氣凈化(hua)(hua)(hua)裝置(zhi)使(shi)用。從(cong)表面處理(li)鋼板到不銹(xiu)鋼的(de)(de)不銹(xiu)鋼化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)重點(dian):耐(nai)熱(re)性、耐(nai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性;耐(nai)腐蝕性和高溫強度。
1. 汽車(che)多管路排氣(qi)系(xi)統
汽車排氣系(xi)統材料中(zhong),根據(ju)美國加利福(fu)尼亞(ya)州排氣法規,曾先在觸媒載(zai)體(ti)殼體(ti)和消(xiao)聲器上開(kai)展了(le)不(bu)銹鋼(gang)化,以(yi)后又進(jin)展到離發動機很近的(de)多管(guan)路(lu)(lu)排氣管(guan)(亦稱汽車排氣岐管(guan))。以(yi)前,因(yin)為(wei)多管(guan)路(lu)(lu)排氣管(guan)的(de)形(xing)狀比(bi)較復雜,幾乎全部使用(yong)鑄(zhu)鐵(tie)件。為(wei)了(le)強化排氣法規,單(dan)從觸媒載(zai)體(ti)進(jin)行排氣凈化,不(bu)能徹底(di)解決問題(ti),還要借助提高燃燒(shao)溫(wen)度(du)改(gai)善(shan)凈化效果(guo)。因(yin)為(wei)以(yi)前使用(yong)鑄(zhu)鐵(tie)件,在耐熱方面發生過問題(ti)。為(wei)此采取了(le)對策(ce)替換成不(bu)銹鋼(gang)鑄(zhu)件,鋼(gang)種是耐熱鋼(gang)SUH409.
此(ci)后,汽車(che)生(sheng)產廠家為了(le)適應強化排(pai)放氣(qi)體(ti)法規(gui),為進一步提高燃燒(shao)溫度和輕(qing)量化而與不銹鋼生(sheng)產企(qi)業開展技術合(he)作,開發(fa)多管路排(pai)氣(qi)管最佳(jia)材(cai)料(liao),在制造(zao)方法上,從鑄(zhu)件轉換成利用管子和沖壓工(gong)藝進行排(pai)氣(qi)管的(de)成型加工(gong),這樣(yang)不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)提高了(le)材(cai)料(liao)功(gong)能而且實(shi)現(xian)了(le)全部的(de)輕(qing)量化。
因為要求材(cai)料具備耐(nai)熱(re)性(xing)和抗(kang)氧化性(xing),當初從材(cai)料的加工(gong)考(kao)慮(lv)使用了奧氏體系列代表鋼(gang)種SUS304不銹鋼(gang)。后(hou)來,不銹鋼(gang)企(qi)業在鐵素體系列鋼(gang)種內添加了鉬鈦鈮等,又(you)為提高其(qi)抗(kang)氧化性(xing),提高了硅的含量(liang),使這些特殊材(cai)料得到大量(liang)使用。
原來利用鑄(zhu)(zhu)造工(gong)藝(yi)所生(sheng)產的(de)鑄(zhu)(zhu)件,其加工(gong)形(xing)(xing)狀要求比較嚴(yan)格,單(dan)純利用沖壓加工(gong)在復(fu)雜形(xing)(xing)狀的(de)成形(xing)(xing)上(shang)存在問(wen)題,因而在所謂的(de)潤滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板再(zai)加石蠟的(de)透明薄膜(mo),使大幅度提高(gao)其加工(gong)性(xing)(xing)的(de)材(cai)料的(de)開(kai)發成為可能(neng)。從(cong)普(pu)通鋼(gang)(gang)、鑄(zhu)(zhu)件開(kai)始到(dao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)重點主(zhu)要有耐熱性(xing)(xing)、耐氧化性(xing)(xing),高(gao)溫強度(因為薄壁化而達到(dao)輕(qing)量化)及(ji)耐腐蝕性(xing)(xing)。
2. 汽車氣(qi)體(ti)密(mi)封墊
在美國加利(li)福尼亞州汽車(che)尾氣排(pai)放法規規定(ding)觸媒載體(ti)的殼體(ti)使用不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),1986年美國環境(jing)保護局又提出使用石棉可能引(yin)發癌癥,而(er)下令全面停止使用石棉制品(pin),從此,開(kai)始了針對(dui)汽車(che)用氣體(ti)密封墊以不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)替代石棉的研(yan)究。在日本,汽車(che)生產(chan)廠家積(ji)極(ji)地參加了這項環境(jing)保護工作,成(cheng)功地完成(cheng)了汽車(che)密封墊的不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)化。如果在檢(jian)車(che)領域也(ye)能積(ji)極(ji)地抓(zhua)緊這項工作,當今在日本的石棉污染(ran)問題也(ye)早就解決了。
汽車(che)上使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)密封(feng)(feng)墊,要求具(ju)備耐(nai)熱(re)性(xing)和(he)密封(feng)(feng)性(xing)。耐(nai)熱(re)性(xing)是(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)代表功能,在(zai)使(shi)用(yong)上沒有(you)問(wen)題(ti),而其密封(feng)(feng)性(xing)則(ze)是(shi)(shi)一個(ge)難題(ti)。使(shi)用(yong)石(shi)(shi)棉緊緊貼敷地壓(ya)在(zai)一起,則(ze)可提高(gao)其密封(feng)(feng)性(xing),而不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)金屬(shu)板(ban)(ban),其板(ban)(ban)厚偏(pian)差或(huo)是(shi)(shi)形狀偏(pian)差,則(ze)可能產生(sheng)間(jian)隙。無疑兩張板(ban)(ban)的(de)(de)(de)密封(feng)(feng)墊增加了(le)成本,于是(shi)(shi)即具(ju)有(you)彈力(li)特性(xing)又具(ju)有(you)密封(feng)(feng)形狀的(de)(de)(de)結構問(wen)世,使(shi)用(yong)沖壓(ya)加工(gong)技術(shu)可以用(yong)一張板(ban)(ban)就達到氣體(ti)(ti)密封(feng)(feng)效果。在(zai)許多汽車(che)上,都使(shi)用(yong)這種(zhong)金屬(shu)氣體(ti)(ti)密封(feng)(feng)墊,密封(feng)(feng)墊使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)為SUS310S不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),其厚度(du)為0.2-0.25mm。從石(shi)(shi)棉到不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)(de)(de)重點是(shi)(shi),不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比石(shi)(shi)棉更具(ju)有(you)耐(nai)熱(re)性(xing)及(ji)高(gao)溫強度(du)高(gao)于耐(nai)腐蝕性(xing)能強。

