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(zai)1989年開(kai)始,對汽(qi)車制(zhi)造(zao)廠(chang)規定了各種零(ling)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)保(bao)證年限。規定消聲(sheng)器(qi)的(de)(de)(de)壽命為(wei)(wei)3年或6萬公(gong)里,促使(shi)各制(zhi)造(zao)廠(chang)迅速實施由表面處理鋼板(ban)向(xiang)不(bu)銹鋼板(ban)轉換。各汽(qi)車制(zhi)造(zao)廠(chang)又開(kai)始研討以(yi)提高發動機的(de)(de)(de)燃燒溫度(du)促使(shi)排(pai)放的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體得以(yi)凈化(hua),更進一(yi)步地(di)推動了排(pai)氣(qi)(qi)系統(tong)全體零(ling)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼化(hua)。因為(wei)(wei)位于發動機輸出部(bu)的(de)(de)(de)多管(guan)(guan)路(lu)轉換器(qi)、多管(guan)(guan)路(lu)排(pai)氣(qi)(qi)管(guan)(guan)部(bu)分的(de)(de)(de)溫度(du)高達900~800℃,撓性(xing)(xing)管(guan)(guan)、觸媒轉換器(qi)部(bu)分為(wei)(wei)800~600℃,中(zhong)間管(guan)(guan)部(bu)分為(wei)(wei)600~400℃,就是消聲(sheng)器(qi),尾部(bu)末端管(guan)(guan)業達到400~200℃,所以(yi)具備耐(nai)熱(re)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(xie)零(ling)件(jian)上最(zui)合(he)適的(de)(de)(de)材料。直接不(bu)銹鋼已按用途的(de)(de)(de)不(bu)同,從以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)銹鋼為(wei)(wei)中(zhong)心的(de)(de)(de)以(yi)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)鋼種向(xiang)SUS436L等(deng)即具有耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)又具有耐(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼種轉換。
作(zuo)為排氧凈化(hua)裝(zhuang)置的觸(chu)(chu)媒轉換器載體的材料(liao)(liao),是在即(ji)具有(you)耐氧化(hua)性又具有(you)觸(chu)(chu)媒載體特(te)性的20Cr-5Al鋼(gang)的基(ji)礎上(shang)添(tian)加稀土元(yuan)素而(er)形成(cheng)的一種特(te)殊材料(liao)(liao)。將厚度為30微米的這(zhe)種特(te)殊不銹鋼(gang)箔,制作(zuo)成(cheng)波紋(wen)板或平板重疊卷成(cheng)的圓筒狀的觸(chu)(chu)媒體再裝(zhuang)入排氧凈化(hua)裝(zhuang)置中使用。
強化(hua)(hua)汽(qi)車(che)(che)排氣的法規(gui)應用(yong)范圍進一(yi)步擴大,要求摩(mo)托車(che)(che)消聲器(qi)也要不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)。還有,最(zui)近,在(zai)日本東京地區,根據載貨(huo)卡(ka)車(che)(che)的凈(jing)化(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)設置(zhi)(zhi)法規(gui),作(zuo)為(wei)載貨(huo)卡(ka)車(che)(che)的排氣凈(jing)化(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)也采用(yong)了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造。因為(wei)載貨(huo)卡(ka)車(che)(che)使用(yong)柴(chai)油發動(dong)機(ji)比較多,在(zai)歐美這種技術(shu)用(yong)在(zai)許多柴(chai)油發動(dong)機(ji)卡(ka)車(che)(che)上(shang),也作(zuo)為(wei)排放尾氣凈(jing)化(hua)(hua)裝置(zhi)(zhi)使用(yong)。從表面(mian)處理(li)鋼(gang)(gang)板到不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)的重點:耐熱性(xing)、耐氧化(hua)(hua)性(xing);耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)和高(gao)溫強度。
1. 汽車(che)多管路排氣系統
汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)系統(tong)材料中,根據美國加利福尼(ni)亞州(zhou)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法(fa)規,曾先在觸媒載體殼體和消聲器上開展(zhan)了(le)(le)不(bu)銹鋼(gang)化,以后又進(jin)展(zhan)到離發動機很(hen)近的多管(guan)路(lu)(lu)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管(guan)(亦(yi)稱汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)岐管(guan))。以前,因為多管(guan)路(lu)(lu)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管(guan)的形狀(zhuang)比(bi)較復雜,幾乎(hu)全部(bu)使用鑄鐵(tie)件(jian)(jian)。為了(le)(le)強化排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法(fa)規,單從觸媒載體進(jin)行排(pai)(pai)氣(qi)(qi)凈化,不(bu)能(neng)徹(che)底解決(jue)問(wen)題,還要借助提高燃燒溫度改善凈化效果(guo)。因為以前使用鑄鐵(tie)件(jian)(jian),在耐(nai)熱方面發生過問(wen)題。為此采取了(le)(le)對策替換(huan)成(cheng)不(bu)銹鋼(gang)鑄件(jian)(jian),鋼(gang)種是耐(nai)熱鋼(gang)SUH409.
此后(hou),汽(qi)車生產廠家(jia)為了(le)適應強化(hua)排放氣(qi)體法規,為進(jin)一(yi)步提高燃(ran)燒溫度(du)和輕量(liang)化(hua)而(er)與不銹鋼生產企業(ye)開(kai)展(zhan)技術(shu)合(he)作,開(kai)發多管路排氣(qi)管最佳材(cai)料,在制造方法上,從鑄件轉換成利(li)用管子和沖壓工(gong)(gong)藝進(jin)行排氣(qi)管的(de)成型加工(gong)(gong),這樣(yang)不僅僅提高了(le)材(cai)料功(gong)能而(er)且實(shi)現了(le)全部的(de)輕量(liang)化(hua)。
因為要求材(cai)(cai)料具備耐熱性和抗氧化(hua)(hua)性,當初從(cong)材(cai)(cai)料的加工考慮使用(yong)了奧(ao)氏體(ti)系(xi)列代表鋼(gang)(gang)種SUS304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。后來,不銹(xiu)鋼(gang)(gang)企業在鐵素(su)體(ti)系(xi)列鋼(gang)(gang)種內添加了鉬鈦(tai)鈮等,又(you)為提(ti)(ti)高(gao)其抗氧化(hua)(hua)性,提(ti)(ti)高(gao)了硅的含量(liang),使這些特殊材(cai)(cai)料得到大量(liang)使用(yong)。
原來利(li)用鑄(zhu)造工(gong)藝所生產(chan)的(de)鑄(zhu)件(jian),其加(jia)(jia)(jia)工(gong)形狀(zhuang)(zhuang)要(yao)求(qiu)比較嚴格,單純利(li)用沖壓加(jia)(jia)(jia)工(gong)在(zai)復雜形狀(zhuang)(zhuang)的(de)成(cheng)形上存在(zai)問題,因(yin)而在(zai)所謂的(de)潤滑(hua)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鋼(gang)板再加(jia)(jia)(jia)石蠟(la)的(de)透(tou)明薄(bo)(bo)膜,使大幅度提高(gao)其加(jia)(jia)(jia)工(gong)性(xing)的(de)材料的(de)開發成(cheng)為可能。從普通(tong)鋼(gang)、鑄(zhu)件(jian)開始(shi)到(dao)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)化的(de)重點主要(yao)有耐熱性(xing)、耐氧化性(xing),高(gao)溫強度(因(yin)為薄(bo)(bo)壁化而達到(dao)輕量化)及耐腐(fu)蝕性(xing)。
2. 汽車氣體密封墊
在(zai)美國(guo)加利福尼亞州(zhou)汽(qi)車(che)尾氣排放法規規定(ding)觸(chu)媒載體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)殼體(ti)(ti)(ti)使用不銹鋼(gang)(gang),1986年美國(guo)環境保護局又提出使用石棉(mian)可能引發癌(ai)癥,而(er)下令全面停止使用石棉(mian)制品(pin),從此,開始了(le)針對汽(qi)車(che)用氣體(ti)(ti)(ti)密封墊以不銹鋼(gang)(gang)替代石棉(mian)的(de)(de)(de)研究。在(zai)日本(ben),汽(qi)車(che)生產廠家積極(ji)地(di)參加了(le)這項環境保護工作,成功地(di)完成了(le)汽(qi)車(che)密封墊的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)化。如果在(zai)檢車(che)領域也能積極(ji)地(di)抓緊(jin)這項工作,當今(jin)在(zai)日本(ben)的(de)(de)(de)石棉(mian)污染問(wen)題也早就解決了(le)。
汽(qi)車上使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)密封墊(dian),要求具備耐(nai)熱性(xing)和密封性(xing)。耐(nai)熱性(xing)是(shi)不銹鋼的(de)(de)代表功能,在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)上沒有(you)(you)問(wen)題(ti),而其密封性(xing)則(ze)是(shi)一(yi)個難題(ti)。使(shi)用(yong)(yong)石棉緊(jin)(jin)緊(jin)(jin)貼敷地壓(ya)在(zai)(zai)一(yi)起,則(ze)可提高其密封性(xing),而不銹鋼是(shi)金屬板(ban)(ban),其板(ban)(ban)厚(hou)偏差(cha)或是(shi)形(xing)狀偏差(cha),則(ze)可能產生間隙。無(wu)疑兩張(zhang)板(ban)(ban)的(de)(de)密封墊(dian)增(zeng)加了成本,于(yu)(yu)是(shi)即具有(you)(you)彈力特(te)性(xing)又具有(you)(you)密封形(xing)狀的(de)(de)結構問(wen)世,使(shi)用(yong)(yong)沖壓(ya)加工(gong)技術(shu)可以用(yong)(yong)一(yi)張(zhang)板(ban)(ban)就(jiu)達到(dao)氣(qi)體(ti)(ti)密封效(xiao)果。在(zai)(zai)許多汽(qi)車上,都使(shi)用(yong)(yong)這種金屬氣(qi)體(ti)(ti)密封墊(dian),密封墊(dian)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)鋼種為SUS310S不銹鋼,其厚(hou)度為0.2-0.25mm。從石棉到(dao)不銹鋼不銹鋼化(hua)的(de)(de)重(zhong)點是(shi),不銹鋼比(bi)石棉更具有(you)(you)耐(nai)熱性(xing)及(ji)高溫強(qiang)度高于(yu)(yu)耐(nai)腐蝕性(xing)能強(qiang)。

