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第三节 车身材料
一、车身钢板
随着汽车的发展和环保的要求，车身的质量越来越轻，安全性能越来越高，普通的钢材已不能适应汽车发展的需要。在车身上开始大量应用不同种类的新材料，如高强度钢、超高强度钢、铝合金、塑料件等。新材料的大量应用使车身板件的性能发生了非常大的改变，传统的修理方法已经不能很好修复已损坏的车身板件。所以要了解车身上主要材料的种类和性能，才能有针对性对新型车身进行高质量的修复。1.热轧钢板和冷轧钢板
车身结构中有两种类型的钢板：热轧钢板和冷轧钢板。
热轧钢板是在800℃以上的高温下轧制的，它的厚度一般在1．6 mm～8 mm之间，用于制造汽车上要求强度高的零部件，例如车身、横梁、车架、车身内部钢板、底盘零件、底盘大 梁等。
冷轧钢板是由热轧钢板经过酸洗后冷轧变薄，并经过退火处理得到的(因为滚轧的关系，内部结构变硬，要实施退火处理使它软化)。由于冷轧钢板是在较低的温度下轧制的，它的厚 度精度高，一般厚度为O．4 mm～1．4 mm。冷轧钢板的表面质量好，具有良好的可压缩性和焊接性能。大多数整体式车身都采用冷轧钢板制成。在悬架周围、车身底部容易腐蚀的地方，采用经过表面处理的冷轧钢板作为防锈钢板。2.低碳钢
在2000年前的车身修理中遇到的钢板大多数是低碳钢制成的。低碳钢的含碳量低，比较 软，便于加工，可以很安全地进行焊接、热收缩和冷加工等操作，它的强度不会受到严重影响。
由于低碳钢容易变形，所以要用较厚的板件才能达到足够的强度，导致汽车质量增加。为了达到环保和节能的要求，汽车车身的质量既要轻又要有足够强度，因此在整体式车身上越来越少采用低碳钢。但车身的外覆盖件从修理的角度考虑一般还会采用低碳钢来制造。3.高强度钢
高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的钢材，一般强度在200 N／mm。以上。
新设计的整体式车身通常比车架式车身小，车身的前部要求能够承受比过去大得多的载 荷，并能够更好地吸收碰撞能量，高强度钢正好可以解决这两方面的问题。
目前的整体式车身对构件的要求有以下几点。
(1)要有足够的强度。例如挡泥板，它不仅具有挡泥的作用，同时还要能够承受悬架的一 部分载荷，并支撑横向安装的发动机、蓄电池、点火装置和减振器。(2)要求质量轻，以减少燃料消耗。
(3)要有很好的塑性。高强度钢可以设计成抗弯截面，能吸收碰撞能量并减少传递到乘坐 室内的损害。
为了达到这些要求，许多汽车制造厂都采用强度好、质量轻的高强度钢来制造现代车身大 部分的板件(图示)。
现代车身高强度钢板的应用
然而，高强度钢所具有的强度高和质量轻的特点却给修理带来了一些难题。高强度钢受 到碰撞时不容易变形，但是一旦变形后，它比低碳钢更难修复到原来的形状。在常规钢板的修理过程中，可以采用加热的方法来释放应力或焊接新的零部件。但对高强度钢，加热却受到严格的限制，或者根本就不能加热，否则会对板件内部结构造成损害。4.特殊钢板
特殊钢板
汽车上所使用的特殊钢板有不锈钢和夹层制振钢板
1、不锈钢板
不锈钢板是一种碳钢、铬、镍合金，碳钢的含铬量大约为12％。
2、夹层制振钢板
夹层制振钢板在其表面或中间会覆有塑胶。
夹层制振钢板是将振动力量转换成热的形式，而产生抑制效果。夹层制振钢板用在下隔板或后舱隔板。
二、高强度钢的种类和应用 1.高强度、低合金钢(HSLA)高强度、低合金钢(HSLA)又称回磷钢，通过在低碳钢中加入磷来提高钢的强度。它有和低碳钢相类似的加工特性，为汽车的外部面板和车身提供了更高的抗拉强度。
目前生产的许多汽车上都有高强度、低合金钢制造的零部件，例如前后梁、门槛板、保险杠面板、保险杠加强筋和车门立柱等。由于它的强度主要取决于添加的化学元素，而但对高强度钢材高温加热后，原用于提高强度的化学元素被损失掉，导致强度降低。
为了避免汽车结构性能明显降低，所以在修理时对高强度钢一定要按生产厂规定的温度 加热，同时加热时间不可超过3 min。因此对高强度、低合金钢进行焊接时，要采用气体保护焊或电阻点焊，不允许采用氧乙炔和电弧焊焊接。
2.高抗拉强度钢(HSS)高抗拉强度钢(HSS)又称Si—Mn固溶体淬火钢。这种钢增加了硅、锰和碳的含量使抗 拉强度得到提高。一般用这种钢来制造与悬架装置有关的构件和车身等。
沉淀淬硬钢是另一种高抗拉强度钢，它通过形成碳氮化铌沉淀物来提高钢材的强度。这 是20世纪70年代初期发展起来的一种高抗拉强度钢，具有优异的加工性能。这种钢主要用 于门边护板、保险杠加强筋等。
三、汽车非金属材料
在汽车制造中，除使用金属材料外，还广泛使用非金属材料。常见的如汽车灯罩、仪表板壳、转向盘、座垫、风窗玻璃、轮胎、传动带、连接软管等都是由各种非金属材料制成的。非金属材料因其具有许多优良的理化性能，可以满足某些特殊要求，而且原料来源丰富、加工简便，因此得到广泛的使用。
非金属材料的种类很多，这里主要介绍玻璃、塑料和橡胶等材料的基本知识，以及它们在汽车上的应用。1.汽车用玻璃
汽车用玻璃有安全和外观两方面的要求。汽车玻璃要有良好的光学性能，还要有良好的 耐磨性、耐热性、耐光性。汽车上要使用安全玻璃，玻璃在破碎后不能对乘客造成伤害。
现在的风挡玻璃都做成整体一幅式的大曲面型，上下左右都有一定的弧度。这种曲面玻 璃从加工过程到安装配合的技术要求都非常高。
风挡玻璃有夹层玻璃、钢化玻璃、区域钢化玻璃和特殊功能玻璃等类型。
（1）夹层玻璃
夹层玻璃内部有一种透明可黏合性的塑料膜，贴在二层或三层玻璃之间，它将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。
（2）钢化玻璃
钢化玻璃是将普通玻璃淬火使其内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到加 强。在受到冲击破碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成伤害。
（3）区域钢化玻璃
区域钢化玻璃是钢化玻璃的一个新品种，它经过特殊处理，能够在受到冲击破碎时，其玻璃的裂纹仍可以保持一定的清晰度，保证驾驶人的视野区域不受到影响。目前汽车风挡玻璃以夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。2.汽车用塑料
塑料在汽车上的应用发展很快，从最初的内饰件和小零件，发展到可替代金属来制造各种机械配件和车身板件。用塑料替代金属，既可获得汽车轻量化的效果，又可改善汽车的某些性能，如耐磨、防腐、避振、减小噪声等。随着汽车工业的发展，塑料的应用越来越受到重视。
1）塑料的分类和特性
(1)塑料的分类。塑料的种类很多，按其热性能不同，可分为热固定塑料和热塑性塑料两 大类。
热固定塑料是指经过一次固化后，不再受热软化，只能塑制一次的塑料。这类塑料耐热性好，受压不易变形，但力学性能较差，常用的有环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。
热塑性塑料是指受热时软化，冷却后又变硬，可反复多次加热塑制的塑料。这类塑料加工成形方便、力学性能较好，但耐热性相对较差、容易变形。热塑性塑料数量很大，约占全部塑料的80％，常用的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚酞胺等。
(2)塑料的主要特性。塑料具有许多优良的物理、化学性能，主要有以下几点。
①质量轻。塑料的相对密度一般只有1．0 g／cm。～2．O g／cm。，可以大幅度减轻汽车的质量，降低油耗。
②化学稳定性好。一般的塑料对酸、碱、盐和有机溶剂都有良好的耐腐蚀性。
③比强度高。比强度是指单位质量的强度。尽管塑料的强度要比金属低，但塑料密度小、质量轻，以等质量相比，其比强度要高。
④电绝缘性好。大多数塑料有良好的电绝缘性，汽车电器零件广泛采用塑料作为绝缘体。
⑤耐磨、减磨性好。大多数塑料的摩擦系数较小，耐磨性好，能在半干摩擦甚至无润滑条件下良好地工作，2）塑料在汽车中的应用
由于塑料具有诸多金属和其他材料所不具备的优良性能，因此在汽车上应用很广。常用 于制作各种结构零件、耐磨减磨零件、隔热防振零件等。汽车常用塑料的种类及应用 见下表。
3.汽车用橡胶
橡胶是一种高分子材料，汽车上有许多零件是用橡胶制造的，如轮胎、车门窗密封条、风扇传动带、缓冲垫、油封、制动皮碗等。1）橡胶的基本性能
(1)极高的弹性。这是橡胶独特的性能。橡胶在起初受载荷时变形量很大，但随着外力的 增加，橡胶又具有很强的抵抗变形的能力。它可以作为减振材料，用于制造各种减轻冲击和吸收振动的零件。
(2)良好的热可塑性。橡胶在一定温度下会失去弹性而具有可塑性，当橡胶处于热可塑性 状态时，容易加工成各种形状和尺寸的制品，而且当外力去除后，仍能保持加工后的形状和 尺寸。
(3)良好的黏着性。黏着性是指橡胶与其他材料黏结成整体而不分离的能力。橡胶有很强的吸附能力，能与其他材料黏结成整体，如汽车轮胎就是利用橡胶与棉、毛、尼龙等牢固黏结在一起而制成的。
(4)良好的绝缘性。大多数橡胶是绝缘体，是制造电线、电缆等导体的理想材料。
此外，橡胶还具有良好的耐寒、耐蚀和不渗漏水、气等性能。橡胶的缺点是导热性差，硬度和抗拉强度不高，容易老化等。2）橡胶在汽车中的应用
在汽车上用量最大的橡胶制品是轮胎，另外橡胶还广泛应用于车门、车窗的密封条；各种胶管、胶带；减振配件以及耐油配件等。
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