奧迪、東風、吉利發(fā)動機罩蓋選材問題大揭秘

汽車發(fā)動機罩蓋是汽車發(fā)動機周邊非常重要的部件，對于保證行車安全非常關(guān)鍵。

出于輕量化和安全等方面的考慮，全球各大汽車公司逐漸采用以塑代鋼來制造汽車發(fā)動機罩蓋，并對塑料材料的耐熱性、耐長期熱老化性和耐油性等方面制定了相應(yīng)的標準要求。如奧迪車系采用的高流動尼龍增強A1G6-HR，東風發(fā)動機罩蓋采用長玻纖增強PP材料LGF-P1G6HM，吉利車的發(fā)動機罩蓋采用礦物增強PP材料P1M8R-W01。



所以，通過對市場深入了解，不同的客戶對于產(chǎn)品不同應(yīng)用環(huán)境的需求是不同的，這需要通過對汽車發(fā)動機罩蓋的材料性能需求進行細致地分析，針對不同排量汽車對材料性能的不同要求，發(fā)動機罩蓋選材亦有所不同。目前，主要有玻纖增強PA，長玻纖增強PP和礦物增強PP三類。

表格1不同車型選材的方案



一、PA+GF在發(fā)動機罩蓋上的應(yīng)用
PA+GF是高端汽車發(fā)動機罩蓋選材的最優(yōu)方案之一。PA+GF具有優(yōu)異的耐高溫、耐老化和良好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐醇解和耐水解性能，但流動性差，注塑加工難。為了增加其流動性，必須對其進行改性。

如：奧迪車系應(yīng)用的高流動A1G6-HR，具有優(yōu)異的流動性和機械性能，流動性提高近60%，生產(chǎn)周期縮短15%-30%，并且制件輕巧，薄壁化，厚度減少多達20%。

圖1玻纖增強尼龍A1G6-HR應(yīng)用于奧迪發(fā)動機蓋罩



發(fā)動機罩蓋對材料的熱老化力學(xué)性能保持率要求很高，應(yīng)用于發(fā)動機罩蓋上的材料必須進行長期熱老化力學(xué)性能的相關(guān)研究。

PA6-GF30材料在150℃下經(jīng)過2500小時熱老化試驗，從熱老化試驗結(jié)果顯示，材料的拉伸強度保持率均在80%以上，缺口沖擊強度保持率均在65%以上，均有良好的熱老化性能。因此，PA-30GF材料適用于發(fā)動機罩蓋。

二、改性聚丙烯在發(fā)動機罩蓋上的應(yīng)用

對于汽車部件制造商而言，采用改性尼龍制造意味著需要較高的成型溫度和較長的成型周期，才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的發(fā)動機罩蓋。因此，獲得一種更具加工成本優(yōu)勢的汽車發(fā)動機罩蓋材料成為行業(yè)的普遍需求。

近來，長玻纖增強PP材料價格低廉，且具有不亞于增強工程塑料的優(yōu)異性能，從而表現(xiàn)出高性價比的優(yōu)勢。LFT-PP材料指含有長度在10到25mm的玻璃纖維的改性PP復(fù)合材料，該材料能有效地提高制品的剛性、抗沖擊強度、抗蠕變性能和尺寸穩(wěn)定性。

圖 2 改性LFT-PP粒子與截面圖



LFT-PP具有以下特點：
突出的力學(xué)性能 ,優(yōu)良的剛性和韌性的均衡性；
低收縮，在寬溫度范圍和氣候條件下非常好的穩(wěn)定性，高尺寸穩(wěn)定性；
高缺口沖擊強度；
與金屬相當?shù)臒崤蛎浵禂?shù)；
抗動態(tài)疲勞性能優(yōu)異

相同玻纖含量增強下，LFT-PP力學(xué)性能與PA-GF材料相近，因特有結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。除此之外，長玻纖增強PP較玻纖增強PA6產(chǎn)品具以下優(yōu)勢：

表格2 長玻纖增強PP與玻纖增強PA工藝等比較



因此，LFT-PP替代GF-PA應(yīng)用于發(fā)動機罩蓋產(chǎn)品上，具有成本優(yōu)勢和工藝等優(yōu)勢。如，目前東風發(fā)動機罩蓋采用LGF-P1G6HM這款材料，30%長玻纖增強聚丙烯，高流動，高剛性，高韌性，抗老化。

三、改性礦物增強PP在小排量發(fā)動機罩蓋上應(yīng)用前景廣闊
小排量汽車發(fā)動機罩蓋的材料性能需求，相較于大排量汽車，其發(fā)動機周邊溫度較低，對材料性能要求也相應(yīng)降低。這為礦物增強PP材料的應(yīng)用帶來契機。針對這一細分市場，特殊礦物增強PP材料，如P1M8R-W01，具有4000 MPa常溫彎曲模量，且在高溫下仍能保持穩(wěn)定的性能。

0.45MPa測試條件下，熱變形溫度高達126℃，具有出色的耐熱性，在滿足發(fā)動機罩蓋的試驗要求外能大幅度的降低成本。這種材料可成功代替尼龍，同時也為礦物增強PP改性材料進入發(fā)動機周邊應(yīng)用領(lǐng)域并替代工程塑料開創(chuàng)了一個新的市場。

圖 3 礦物增強PP P1M8R-W01材料應(yīng)用于吉利車的發(fā)動機罩蓋



四、總結(jié)

然而客戶的產(chǎn)品定位不同，對材料性能要求不同。因此，是選擇PA+GF、還是改性長玻纖增強PP或者礦物增強PP，是根據(jù)不同企業(yè)的發(fā)展需求。不過，如果在低端一些的汽車里采用改性PP來取代尼龍，對于降低成本也是一個比較不錯的選擇。