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不銹鋼管在汽車(chē)排氣管道系統中的具體應用
發(fā)布者:不銹鋼管廠(chǎng)(www.freedatinginperth.com) 發(fā)布時(shí)間:2021/8/20 閱讀:2735

   一臺汽車(chē)上使用不銹鋼數量因車(chē)型而異,一般是每臺車(chē)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(dòng)使汽車(chē)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(kāi)始,從1970年代后半期強化尾氣排放規定,在汽車(chē)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(kāi)始發(fā)生化學(xué)變化,產(chǎn)生了腐蝕問(wèn)題。因此對消聲器不銹鋼化進(jìn)行了研討和開(kāi)發(fā),并開(kāi)始應用在一部分車(chē)型上。

 

 在1989年開(kāi)始,對汽車(chē)制造廠(chǎng)規定了各種零部件的保證年限。規定消聲器的壽命為3年或6萬(wàn)公里,促使各制造廠(chǎng)迅速實(shí)施由表面處理鋼板向不銹鋼板轉換。各汽車(chē)制造廠(chǎng)又開(kāi)始研討以提高發(fā)動(dòng)機的燃燒溫度促使排放的氣體得以?xún)艋,更進(jìn)一步地推動(dòng)了排氣系統全體零部件的不銹鋼化。因為位于發(fā)動(dòng)機輸出部的多管路轉換器、多管路排氣管部分的溫度高達900~800℃,撓性管、觸媒轉換器部分為800~600℃,中間管部分為600~400℃,就是消聲器,尾部末端管業(yè)達到400~200℃,所以具備耐熱性和耐腐蝕性的不銹鋼是用在這些零件上最合適的材料。直接不銹鋼已按用途的不同,從以SCH409L、SUS410L不銹鋼為中心的以耐熱性為主的鋼種向SUS436L等即具有耐腐蝕性又具有耐氧化性的鋼種轉換。

 

 作為排氧凈化裝置的觸媒轉換器載體的材料,是在即具有耐氧化性又具有觸媒載體特性的20Cr-5Al鋼的基礎上添加稀土元素而形成的一種特殊材料。將厚度為30微米的這種特殊不銹鋼箔,制作成波紋板或平板重疊卷成的圓筒狀的觸媒體再裝入排氧凈化裝置中使用。

 

 強化汽車(chē)排氣的法規應用范圍進(jìn)一步擴大,要求摩托車(chē)消聲器也要不銹鋼化。還有,最近,在日本東京地區,根據載貨卡車(chē)的凈化裝置設置法規,作為載貨卡車(chē)的排氣凈化裝置也采用了不銹鋼制造。因為載貨卡車(chē)使用柴油發(fā)動(dòng)機比較多,在歐美這種技術(shù)用在許多柴油發(fā)動(dòng)機卡車(chē)上,也作為排放尾氣凈化裝置使用。從表面處理鋼板到不銹鋼的不銹鋼化的重點(diǎn):耐熱性、耐氧化性;耐腐蝕性和高溫強度。

 

 1. 汽車(chē)多管路排氣系統

 

 汽車(chē)排氣系統材料中,根據美國加利福尼亞州排氣法規,曾先在觸媒載體殼體和消聲器上開(kāi)展了不銹鋼化,以后又進(jìn)展到離發(fā)動(dòng)機很近的多管路排氣管(亦稱(chēng)汽車(chē)排氣岐管)。以前,因為多管路排氣管的形狀比較復雜,幾乎全部使用鑄鐵件。為了強化排氣法規,單從觸媒載體進(jìn)行排氣凈化,不能徹底解決問(wèn)題,還要借助提高燃燒溫度改善凈化效果。因為以前使用鑄鐵件,在耐熱方面發(fā)生過(guò)問(wèn)題。為此采取了對策替換成不銹鋼鑄件,鋼種是耐熱鋼SUH409.

 

 此后,汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家為了適應強化排放氣體法規,為進(jìn)一步提高燃燒溫度和輕量化而與不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展技術(shù)合作,開(kāi)發(fā)多管路排氣管最佳材料,在制造方法上,從鑄件轉換成利用管子和沖壓工藝進(jìn)行排氣管的成型加工,這樣不僅僅提高了材料功能而且實(shí)現了全部的輕量化。

 

 因為要求材料具備耐熱性和抗氧化性,當初從材料的加工考慮使用了奧氏體系列代表鋼種SUS304不銹鋼。后來(lái),不銹鋼企業(yè)在鐵素體系列鋼種內添加了鉬鈦鈮等,又為提高其抗氧化性,提高了硅的含量,使這些特殊材料得到大量使用。

 

 原來(lái)利用鑄造工藝所生產(chǎn)的鑄件,其加工形狀要求比較嚴格,單純利用沖壓加工在復雜形狀的成形上存在問(wèn)題,因而在所謂的潤滑不銹鋼鋼板再加石蠟的透明薄膜,使大幅度提高其加工性的材料的開(kāi)發(fā)成為可能。從普通鋼、鑄件開(kāi)始到不銹鋼,不銹鋼化的重點(diǎn)主要有耐熱性、耐氧化性,高溫強度(因為薄壁化而達到輕量化)及耐腐蝕性。

 

2. 汽車(chē)氣體密封墊

 

  在美國加利福尼亞州汽車(chē)尾氣排放法規規定觸媒載體的殼體使用不銹鋼,1986年美國環(huán)境保護局又提出使用石棉可能引發(fā)癌癥,而下令全面停止使用石棉制品,從此,開(kāi)始了針對汽車(chē)用氣體密封墊以不銹鋼替代石棉的研究。在日本,汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家積極地參加了這項環(huán)境保護工作,成功地完成了汽車(chē)密封墊的不銹鋼化。如果在檢車(chē)領(lǐng)域也能積極地抓緊這項工作,當今在日本的石棉污染問(wèn)題也早就解決了。

 

 汽車(chē)上使用的氣體密封墊,要求具備耐熱性和密封性。耐熱性是不銹鋼的代表功能,在使用上沒(méi)有問(wèn)題,而其密封性則是一個(gè)難題。使用石棉緊緊貼敷地壓在一起,則可提高其密封性,而不銹鋼是金屬板,其板厚偏差或是形狀偏差,則可能產(chǎn)生間隙。無(wú)疑兩張板的密封墊增加了成本,于是即具有彈力特性又具有密封形狀的結構問(wèn)世,使用沖壓加工技術(shù)可以用一張板就達到氣體密封效果。在許多汽車(chē)上,都使用這種金屬氣體密封墊,密封墊使用的鋼種為SUS310S不銹鋼,其厚度為0.2-0.25mm。從石棉到不銹鋼不銹鋼化的重點(diǎn)是,不銹鋼比石棉更具有耐熱性及高溫強度高于耐腐蝕性能強。

 
 

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