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銹鋼(gang)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)(nian)開(kai)始(shi),對汽(qi)車制(zhi)造廠規定了(le)各(ge)種(zhong)零(ling)(ling)部(bu)(bu)件的(de)(de)(de)(de)(de)保證年(nian)(nian)限。規定消聲器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命為(wei)3年(nian)(nian)或6萬公里,促(cu)(cu)使各(ge)制(zhi)造廠迅(xun)速實施由表面處理鋼(gang)(gang)(gang)板向(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)板轉(zhuan)換(huan)。各(ge)汽(qi)車制(zhi)造廠又開(kai)始(shi)研討以提高(gao)發動(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)燃燒溫度促(cu)(cu)使排放的(de)(de)(de)(de)(de)氣體得以凈化,更(geng)進一步地推(tui)動(dong)了(le)排氣系(xi)統全體零(ling)(ling)部(bu)(bu)件的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)化。因為(wei)位于(yu)發動(dong)機輸出部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)管(guan)(guan)(guan)路轉(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)(qi)、多(duo)管(guan)(guan)(guan)路排氣管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度高(gao)達900~800℃,撓(nao)性(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)、觸媒轉(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)(qi)部(bu)(bu)分(fen)為(wei)800~600℃,中間管(guan)(guan)(guan)部(bu)(bu)分(fen)為(wei)600~400℃,就是消聲器(qi)(qi)(qi),尾(wei)部(bu)(bu)末端管(guan)(guan)(guan)業達到400~200℃,所以具(ju)備耐(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)和耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是用在這些零(ling)(ling)件上最合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料。直(zhi)接不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已按用途的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同,從以SCH409L、SUS410L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)中心的(de)(de)(de)(de)(de)以耐(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)向(xiang)(xiang)SUS436L等即具(ju)有耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)又具(ju)有耐(nai)(nai)氧化性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)。
作為排(pai)氧(yang)(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置的(de)(de)觸媒轉換器(qi)載(zai)體(ti)(ti)的(de)(de)材料(liao),是在即具有(you)耐氧(yang)(yang)化(hua)性又具有(you)觸媒載(zai)體(ti)(ti)特性的(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)基(ji)礎上(shang)添加稀(xi)土元素而(er)形成的(de)(de)一種特殊(shu)材料(liao)。將厚度為30微(wei)米(mi)的(de)(de)這種特殊(shu)不銹鋼箔,制作成波紋板(ban)或平板(ban)重(zhong)疊卷(juan)成的(de)(de)圓筒狀的(de)(de)觸媒體(ti)(ti)再裝(zhuang)入(ru)排(pai)氧(yang)(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置中使用(yong)。
強(qiang)化汽車(che)(che)(che)排(pai)氣(qi)的(de)(de)法規應用(yong)(yong)范圍(wei)進一步擴大,要求摩托車(che)(che)(che)消(xiao)聲器也要不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼化。還有,最近,在(zai)日(ri)本東京地(di)區,根據載貨(huo)(huo)(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)的(de)(de)凈(jing)化裝(zhuang)置設(she)置法規,作為載貨(huo)(huo)(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)的(de)(de)排(pai)氣(qi)凈(jing)化裝(zhuang)置也采用(yong)(yong)了不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼制造。因為載貨(huo)(huo)(huo)卡(ka)車(che)(che)(che)使(shi)用(yong)(yong)柴油發動(dong)機比較多,在(zai)歐美(mei)這(zhe)種(zhong)技術(shu)用(yong)(yong)在(zai)許多柴油發動(dong)機卡(ka)車(che)(che)(che)上,也作為排(pai)放尾(wei)氣(qi)凈(jing)化裝(zhuang)置使(shi)用(yong)(yong)。從表(biao)面處理鋼板到不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼化的(de)(de)重點:耐(nai)熱性、耐(nai)氧(yang)化性;耐(nai)腐蝕性和高(gao)溫強(qiang)度。
1. 汽車多管路排氣系統
汽車排(pai)(pai)(pai)氣(qi)系(xi)統材料中,根據美國(guo)加利福尼亞州(zhou)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)法規,曾先在觸(chu)媒載體殼體和(he)消(xiao)聲器上開(kai)展了(le)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)化,以(yi)后又(you)進展到離發(fa)動(dong)機很近(jin)的多管(guan)路排(pai)(pai)(pai)氣(qi)管(guan)(亦稱汽車排(pai)(pai)(pai)氣(qi)岐(qi)管(guan))。以(yi)前,因為(wei)多管(guan)路排(pai)(pai)(pai)氣(qi)管(guan)的形狀比較復雜,幾乎全(quan)部使用鑄(zhu)(zhu)鐵件。為(wei)了(le)強(qiang)化排(pai)(pai)(pai)氣(qi)法規,單從觸(chu)媒載體進行排(pai)(pai)(pai)氣(qi)凈化,不(bu)能徹(che)底解決(jue)問題,還要借助(zhu)提高燃燒(shao)溫(wen)度改善凈化效果。因為(wei)以(yi)前使用鑄(zhu)(zhu)鐵件,在耐(nai)熱方(fang)面發(fa)生(sheng)過(guo)問題。為(wei)此(ci)采取了(le)對(dui)策(ce)替換成不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)件,鋼(gang)(gang)(gang)種是耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)SUH409.
此后(hou),汽(qi)車生產廠(chang)家為了(le)適應強化排(pai)放氣體法規,為進(jin)一步提高(gao)燃燒溫(wen)度和(he)輕(qing)量化而(er)與(yu)不銹(xiu)鋼生產企業開(kai)展技術合作,開(kai)發多管路(lu)排(pai)氣管最佳材料,在制造方法上,從鑄件轉換成(cheng)(cheng)利(li)用(yong)管子(zi)和(he)沖壓工藝進(jin)行排(pai)氣管的成(cheng)(cheng)型加工,這樣不僅(jin)僅(jin)提高(gao)了(le)材料功能而(er)且實現了(le)全部的輕(qing)量化。
因(yin)為要(yao)求材(cai)料(liao)具(ju)備耐熱性和(he)抗氧化性,當初(chu)從材(cai)料(liao)的加(jia)工考慮使用了(le)奧氏體系列代表鋼種(zhong)SUS304不銹鋼。后(hou)來(lai),不銹鋼企業在(zai)鐵素體系列鋼種(zhong)內添加(jia)了(le)鉬(mu)鈦鈮等,又為提(ti)高其抗氧化性,提(ti)高了(le)硅的含量(liang),使這些特殊材(cai)料(liao)得(de)到大量(liang)使用。
原來利(li)用(yong)鑄造(zao)工藝(yi)所生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)鑄件,其(qi)加工形狀要求比較嚴格(ge),單純利(li)用(yong)沖壓(ya)加工在(zai)復雜形狀的(de)(de)(de)(de)成形上存在(zai)問題,因而(er)在(zai)所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)潤滑不銹鋼(gang)鋼(gang)板再加石(shi)蠟的(de)(de)(de)(de)透(tou)明薄膜,使大幅度(du)提(ti)高其(qi)加工性的(de)(de)(de)(de)材料的(de)(de)(de)(de)開(kai)發成為可能。從普通(tong)鋼(gang)、鑄件開(kai)始到不銹鋼(gang),不銹鋼(gang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)重點主要有耐(nai)(nai)熱性、耐(nai)(nai)氧化(hua)(hua)性,高溫強(qiang)度(du)(因為薄壁化(hua)(hua)而(er)達到輕量(liang)化(hua)(hua))及耐(nai)(nai)腐蝕性。
2. 汽(qi)車氣體(ti)密封墊
在(zai)美國(guo)加利福尼亞州汽車尾氣排放法規(gui)規(gui)定觸媒載體(ti)(ti)的殼體(ti)(ti)使用不銹鋼(gang)(gang),1986年美國(guo)環境(jing)保護局又提出使用石棉可能引發癌(ai)癥,而下令全面停止使用石棉制品,從此,開(kai)始了(le)針對汽車用氣體(ti)(ti)密(mi)封墊(dian)以不銹鋼(gang)(gang)替代(dai)石棉的研(yan)究。在(zai)日(ri)本,汽車生產廠家(jia)積極地(di)參(can)加了(le)這項環境(jing)保護工作(zuo),成功(gong)地(di)完成了(le)汽車密(mi)封墊(dian)的不銹鋼(gang)(gang)化。如果在(zai)檢車領域也(ye)能積極地(di)抓緊這項工作(zuo),當(dang)今在(zai)日(ri)本的石棉污染問(wen)題也(ye)早就解決(jue)了(le)。
汽(qi)車上(shang)(shang)使(shi)用(yong)的(de)氣體密(mi)(mi)封墊,要求具(ju)備耐熱性(xing)(xing)和密(mi)(mi)封性(xing)(xing)。耐熱性(xing)(xing)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)代表功能(neng),在使(shi)用(yong)上(shang)(shang)沒(mei)有(you)(you)(you)問題,而其密(mi)(mi)封性(xing)(xing)則(ze)(ze)是一(yi)個(ge)難題。使(shi)用(yong)石棉(mian)緊緊貼(tie)敷地壓(ya)在一(yi)起(qi),則(ze)(ze)可(ke)提高其密(mi)(mi)封性(xing)(xing),而不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是金屬板(ban),其板(ban)厚偏差或(huo)是形狀偏差,則(ze)(ze)可(ke)能(neng)產生間隙。無疑(yi)兩張板(ban)的(de)密(mi)(mi)封墊增加了成本(ben),于是即(ji)具(ju)有(you)(you)(you)彈力(li)特(te)性(xing)(xing)又具(ju)有(you)(you)(you)密(mi)(mi)封形狀的(de)結構問世(shi),使(shi)用(yong)沖壓(ya)加工技術可(ke)以用(yong)一(yi)張板(ban)就達到氣體密(mi)(mi)封效果。在許多汽(qi)車上(shang)(shang),都使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)金屬氣體密(mi)(mi)封墊,密(mi)(mi)封墊使(shi)用(yong)的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)為SUS310S不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),其厚度為0.2-0.25mm。從(cong)石棉(mian)到不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)重點是,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比石棉(mian)更具(ju)有(you)(you)(you)耐熱性(xing)(xing)及高溫強度高于耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)強。