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(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(zai)1989年開(kai)始(shi),對汽車(che)(che)制造(zao)廠規定(ding)了各(ge)種(zhong)零(ling)部(bu)件的(de)(de)(de)保證年限。規定(ding)消聲器的(de)(de)(de)壽命(ming)為3年或6萬公(gong)里,促使(shi)各(ge)制造(zao)廠迅速實施由(you)表面處(chu)理鋼板向不(bu)銹鋼板轉換。各(ge)汽車(che)(che)制造(zao)廠又開(kai)始(shi)研討以(yi)(yi)提高發(fa)動(dong)(dong)機的(de)(de)(de)燃燒溫度(du)促使(shi)排(pai)放的(de)(de)(de)氣(qi)體得以(yi)(yi)凈化,更進一步地(di)推動(dong)(dong)了排(pai)氣(qi)系(xi)統全體零(ling)部(bu)件的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼化。因為位于發(fa)動(dong)(dong)機輸(shu)出(chu)部(bu)的(de)(de)(de)多管(guan)路(lu)轉換器、多管(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)管(guan)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)溫度(du)高達(da)900~800℃,撓性(xing)(xing)管(guan)、觸媒(mei)轉換器部(bu)分(fen)為800~600℃,中(zhong)間管(guan)部(bu)分(fen)為600~400℃,就是消聲器,尾(wei)部(bu)末(mo)端(duan)管(guan)業達(da)到400~200℃,所以(yi)(yi)具(ju)備耐(nai)熱性(xing)(xing)和耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼是用在(zai)這些零(ling)件上最(zui)合(he)適的(de)(de)(de)材料(liao)。直接不(bu)銹鋼已按用途的(de)(de)(de)不(bu)同,從以(yi)(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)銹鋼為中(zhong)心的(de)(de)(de)以(yi)(yi)耐(nai)熱性(xing)(xing)為主的(de)(de)(de)鋼種(zhong)向SUS436L等即具(ju)有耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)又具(ju)有耐(nai)氧化性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼種(zhong)轉換。
作為排(pai)氧(yang)凈化裝(zhuang)置的(de)觸(chu)媒轉換器載體(ti)的(de)材料(liao),是在即(ji)具有耐氧(yang)化性又具有觸(chu)媒載體(ti)特(te)性的(de)20Cr-5Al鋼(gang)的(de)基礎上添加(jia)稀土元素而形成(cheng)的(de)一種特(te)殊材料(liao)。將厚度為30微(wei)米的(de)這種特(te)殊不銹鋼(gang)箔,制作成(cheng)波(bo)紋板(ban)或平板(ban)重疊(die)卷成(cheng)的(de)圓(yuan)筒狀的(de)觸(chu)媒體(ti)再裝(zhuang)入(ru)排(pai)氧(yang)凈化裝(zhuang)置中使用(yong)。
強化(hua)(hua)汽車排氣的(de)法規應(ying)用(yong)范(fan)圍進(jin)一步擴大,要(yao)求摩托(tuo)車消聲器(qi)也(ye)要(yao)不銹鋼(gang)化(hua)(hua)。還有,最近,在(zai)日本東(dong)京地(di)區,根據載(zai)貨(huo)卡(ka)車的(de)凈(jing)化(hua)(hua)裝(zhuang)置設置法規,作(zuo)為(wei)載(zai)貨(huo)卡(ka)車的(de)排氣凈(jing)化(hua)(hua)裝(zhuang)置也(ye)采用(yong)了不銹鋼(gang)制造。因為(wei)載(zai)貨(huo)卡(ka)車使用(yong)柴油(you)發(fa)動機比較多,在(zai)歐美這種技術用(yong)在(zai)許多柴油(you)發(fa)動機卡(ka)車上,也(ye)作(zuo)為(wei)排放尾氣凈(jing)化(hua)(hua)裝(zhuang)置使用(yong)。從表(biao)面處(chu)理鋼(gang)板(ban)到不銹鋼(gang)的(de)不銹鋼(gang)化(hua)(hua)的(de)重點:耐熱性、耐氧化(hua)(hua)性;耐腐(fu)蝕性和高溫強度。
1. 汽車多管路(lu)排(pai)氣系(xi)統(tong)
汽車(che)排氣(qi)(qi)系統(tong)材料(liao)中(zhong),根據美國(guo)加利福尼亞(ya)州排氣(qi)(qi)法(fa)規,曾先在觸(chu)媒載體殼體和消聲器上(shang)開展(zhan)了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)化(hua),以后又進展(zhan)到離發動機很近的多(duo)管(guan)路(lu)排氣(qi)(qi)管(guan)(亦稱汽車(che)排氣(qi)(qi)岐管(guan))。以前(qian),因(yin)為(wei)多(duo)管(guan)路(lu)排氣(qi)(qi)管(guan)的形狀比較復雜,幾(ji)乎(hu)全部(bu)使用(yong)鑄(zhu)鐵件。為(wei)了強化(hua)排氣(qi)(qi)法(fa)規,單(dan)從觸(chu)媒載體進行(xing)排氣(qi)(qi)凈化(hua),不(bu)能徹底解決問題,還(huan)要借助(zhu)提高燃(ran)燒溫度改善(shan)凈化(hua)效(xiao)果。因(yin)為(wei)以前(qian)使用(yong)鑄(zhu)鐵件,在耐(nai)熱方面(mian)發生過問題。為(wei)此采(cai)取(qu)了對策替換成不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鑄(zhu)件,鋼(gang)種(zhong)是耐(nai)熱鋼(gang)SUH409.
此后,汽車生產(chan)廠家為了適應強化排放氣體法規,為進一(yi)步提(ti)高燃燒(shao)溫(wen)度和輕量化而與不銹鋼生產(chan)企(qi)業開展技術(shu)合作,開發多(duo)管(guan)路(lu)排氣管(guan)最佳材(cai)(cai)料,在制造方法上(shang),從鑄件轉換成利(li)用管(guan)子和沖壓工藝進行排氣管(guan)的成型加工,這樣不僅僅提(ti)高了材(cai)(cai)料功能而且(qie)實現了全部的輕量化。
因為要求材料具備耐熱性和(he)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性,當初從材料的加(jia)工考慮使用了奧氏體(ti)系列(lie)代(dai)表鋼(gang)(gang)種(zhong)SUS304不銹鋼(gang)(gang)。后來,不銹鋼(gang)(gang)企(qi)業在鐵(tie)素(su)體(ti)系列(lie)鋼(gang)(gang)種(zhong)內添加(jia)了鉬鈦鈮等,又為提高(gao)其(qi)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性,提高(gao)了硅(gui)的含量,使這(zhe)些(xie)特殊材料得到大量使用。
原來利(li)用鑄造工(gong)藝所生產(chan)的(de)(de)鑄件,其(qi)加工(gong)形(xing)狀(zhuang)要求比較嚴格(ge),單純利(li)用沖壓加工(gong)在復雜形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)上存在問(wen)題,因而在所謂的(de)(de)潤滑不銹鋼鋼板再加石(shi)蠟的(de)(de)透明薄膜,使大幅度(du)提(ti)高其(qi)加工(gong)性的(de)(de)材料的(de)(de)開發(fa)成(cheng)(cheng)為可能。從(cong)普通鋼、鑄件開始到不銹鋼,不銹鋼化(hua)的(de)(de)重點主要有耐熱(re)性、耐氧化(hua)性,高溫強度(du)(因為薄壁化(hua)而達到輕量(liang)化(hua))及耐腐蝕(shi)性。
2. 汽車氣體密封墊
在(zai)美(mei)國(guo)加(jia)利福尼亞(ya)州汽(qi)(qi)車(che)(che)尾氣(qi)排放法規規定觸媒載體的(de)(de)殼(ke)體使用不銹(xiu)鋼,1986年美(mei)國(guo)環(huan)境(jing)保(bao)(bao)護(hu)局(ju)又提出(chu)使用石(shi)棉(mian)(mian)可(ke)能(neng)引發癌癥,而下令全面(mian)停止(zhi)使用石(shi)棉(mian)(mian)制(zhi)品,從此(ci),開始了(le)(le)針對汽(qi)(qi)車(che)(che)用氣(qi)體密封(feng)墊(dian)以不銹(xiu)鋼替(ti)代石(shi)棉(mian)(mian)的(de)(de)研(yan)究(jiu)。在(zai)日本,汽(qi)(qi)車(che)(che)生產廠家積極(ji)地(di)參加(jia)了(le)(le)這(zhe)項(xiang)(xiang)環(huan)境(jing)保(bao)(bao)護(hu)工作(zuo),成(cheng)功地(di)完成(cheng)了(le)(le)汽(qi)(qi)車(che)(che)密封(feng)墊(dian)的(de)(de)不銹(xiu)鋼化。如果在(zai)檢車(che)(che)領(ling)域(yu)也(ye)能(neng)積極(ji)地(di)抓緊這(zhe)項(xiang)(xiang)工作(zuo),當今在(zai)日本的(de)(de)石(shi)棉(mian)(mian)污染問題也(ye)早就解決(jue)了(le)(le)。
汽車(che)上使(shi)用的(de)氣體密(mi)(mi)(mi)封墊,要求具(ju)備耐(nai)(nai)熱性(xing)和密(mi)(mi)(mi)封性(xing)。耐(nai)(nai)熱性(xing)是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)代表功能(neng),在(zai)使(shi)用上沒有問題,而其(qi)(qi)密(mi)(mi)(mi)封性(xing)則(ze)是一(yi)(yi)個難題。使(shi)用石(shi)(shi)棉(mian)緊(jin)(jin)緊(jin)(jin)貼敷地壓在(zai)一(yi)(yi)起,則(ze)可(ke)(ke)提高(gao)其(qi)(qi)密(mi)(mi)(mi)封性(xing),而不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是金(jin)(jin)屬板(ban)(ban),其(qi)(qi)板(ban)(ban)厚偏(pian)差(cha)或是形狀偏(pian)差(cha),則(ze)可(ke)(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)間(jian)隙。無(wu)疑兩張(zhang)板(ban)(ban)的(de)密(mi)(mi)(mi)封墊增加了成本(ben),于是即具(ju)有彈力(li)特性(xing)又具(ju)有密(mi)(mi)(mi)封形狀的(de)結構問世,使(shi)用沖壓加工技術(shu)可(ke)(ke)以用一(yi)(yi)張(zhang)板(ban)(ban)就達到(dao)氣體密(mi)(mi)(mi)封效果。在(zai)許(xu)多汽車(che)上,都使(shi)用這(zhe)種金(jin)(jin)屬氣體密(mi)(mi)(mi)封墊,密(mi)(mi)(mi)封墊使(shi)用的(de)鋼(gang)(gang)種為SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),其(qi)(qi)厚度為0.2-0.25mm。從石(shi)(shi)棉(mian)到(dao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)重(zhong)點是,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比石(shi)(shi)棉(mian)更(geng)具(ju)有耐(nai)(nai)熱性(xing)及高(gao)溫(wen)強度高(gao)于耐(nai)(nai)腐蝕性(xing)能(neng)強。

