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玻纖增強(qiáng)尼龍行業(yè)內(nèi)簡稱為PA+GF。尼龍的主鏈上有氨基。氨基具有極性，會因氫鍵的作用而相互吸引。所以尼龍容易結(jié)晶，可以制成強(qiáng)度很高的纖維。但由于尼龍本身吸水性大、耐酸性差、干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低以及吸水后易變形，影響了制品的尺寸穩(wěn)定性，使其應(yīng)用范圍受到了一定的限制。
在尼龍中添加玻璃纖維，共混材料的力學(xué)性能測試結(jié)果表明隨玻纖含量的增加（一定范圍內(nèi)），材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有大幅度的提高，尼龍的收縮率和吸水率大幅降低。
正是因?yàn)樯鲜龅膬?yōu)點(diǎn)，PA+GF廣泛應(yīng)用于對力學(xué)性能要求較高的汽車零部件中，本文主要聊一聊PA+GF在汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管、冷卻系統(tǒng)上的應(yīng)用分析：
一.發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管材料解決方案
1.進(jìn)氣歧管使用塑料的優(yōu)點(diǎn)有哪些？
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減重：與鑄鐵和鋁相比，重量減少40% 回收方面：熱塑性材料良好的回收加工性能 成本降低：生產(chǎn)效率高、加工時(shí)間短、成型后的合格率高，與鑄鋁材料相比，生產(chǎn)成本降低20-30% ； 集成化設(shè)計(jì)：可以成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件，設(shè)計(jì)自由度大；適合成型可變進(jìn)氣歧管部件； 更突出的發(fā)動機(jī)性能：內(nèi)壁光滑，有利于提高進(jìn)氣充量； |
2.進(jìn)氣歧管材料的要求及推薦材料
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1）長期耐高低溫性能，能在-40~150℃長期工作； 2）高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適應(yīng)長期震動及有瞬時(shí)內(nèi)壓得工作環(huán)境； 3）通過極端溫度測試，塑料進(jìn)氣歧管必須通過制冷劑接觸測試； 4）良好的抗化學(xué)性，如發(fā)動機(jī)機(jī)油，變速箱潤滑液，潤滑脂及其冷卻液等； 5）抗各種沖擊，如機(jī)械工具的撞擊等。 |
根據(jù)以上要求，可以使用PA+GF材料
推薦原因：PA輕盈、強(qiáng)度高、耐高低溫、化學(xué)穩(wěn)定性好且易加工，從而量產(chǎn)成本較低；加玻纖后其收縮率得到了明顯改善，吸水率可以明顯降低?；貜?fù)“PA”查看更多
3.塑料進(jìn)氣歧管低溫沖擊試驗(yàn)
1）將塑料進(jìn)氣歧管置于-40℃的低溫箱中保留5h；
2）使一個(gè)質(zhì)量為500g的鋼球從1.2m的高處落到進(jìn)氣歧管的穩(wěn)壓箱頂部中央；
3）查看塑料進(jìn)氣歧管表面有無變化，若無裂紋、無變形則實(shí)驗(yàn)通過?；貜?fù)“測試”查看更多
4.PA+GF材質(zhì)進(jìn)氣歧管舉例
1）高表面質(zhì)量進(jìn)氣歧管（凱美瑞、東風(fēng)）
2）氣密性及耐壓性測試
凱美瑞2.0發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管測試
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序號 |
試驗(yàn)項(xiàng)目 |
試驗(yàn)條件 |
技術(shù)要求 |
實(shí)測值 |
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1 |
氣密性試驗(yàn) |
常溫、常壓下，通50KPa壓力 |
泄漏量≤12.4ml/min |
1.05 |
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2 |
爆破試驗(yàn) |
在5bar氣壓下無破裂 |
在5bar氣壓下無破裂 |
5.4bar破裂 |
二.發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件材料解決方案
1.玻纖增強(qiáng)尼龍遇到的問題及解決方案
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問題 汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件一般使用玻纖增強(qiáng)尼龍材料，冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件一般會與防凍液（乙二醇）有接觸，而乙二醇會在高溫下化學(xué)攻擊PA基體與玻纖。 攻擊機(jī)理 乙二醇/水吸收進(jìn)尼龍里面à尼龍分子鏈被切斷 乙二醇/水吸收進(jìn)尼龍里面à尼龍/玻纖粘接面被損害
1）使用粘接助劑，增強(qiáng)PA/玻纖的粘接能力，減小縫隙； 2）對PA進(jìn)行抗水解處理； 3）提高PA結(jié)晶度。 |
2.應(yīng)用實(shí)例
1）散熱器水室
推薦材料：耐水解級玻纖增強(qiáng)PA66
特點(diǎn)：表面無浮纖、高剛性、尺寸穩(wěn)定、耐水解、耐化學(xué)藥品性?；貜?fù)“PA66”查看更多
2）恒溫器殼體
推薦材料：PPA+GF復(fù)合材料
特點(diǎn)：耐醇解、耐水解、高光表面、力學(xué)性能穩(wěn)定性佳。
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