汽車車身修復(fù)技術(shù) 課件 5 任務(wù)一 車身常用金屬材料

任務(wù)一車身常用金屬材料《汽車車身修復(fù)技術(shù)》任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述知識儲備任務(wù)實施1234任務(wù)目標(biāo)PARTONE1一任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)1.了解車身常用金屬材料的種類；2.了解常用金屬材料的特點及性質(zhì)；3.掌握常用金屬材料的修復(fù)特點。技能目標(biāo)1.具有識別車身金屬材料的能力；2.具有述說金屬材料特點及性質(zhì)的能力；3.具有掌握金屬材料修復(fù)特點的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.能夠理論聯(lián)系實際，有自己的見解；2.培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力；3.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。任務(wù)描述PARTTWO2一任務(wù)描述金屬材料是目前汽車上應(yīng)用最為廣泛的工程材料，是汽車應(yīng)用材料的主體，一般汽車車身上有哪些呢？都應(yīng)用在車身上的哪些部位？知識儲備PARTTHREE3知識儲備車身材料要滿足車身設(shè)計要求，即滿足強(qiáng)度、剛度、可焊性、耐腐蝕性、易加工成型等要求。車身上常見的金屬材料知識儲備一、車身常用金屬材料的種類金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料有色金屬材料：指除鐵基合成材料以外的所有金屬及其合金材料，又稱非鐵合金（如鋁、鎂等材料）。黑色金屬材料：指鐵和鐵基合成材料，即鋼鐵材料。知識儲備一、車身常用金屬材料的種類1234按品質(zhì)分

可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼。按化學(xué)成分分

可分為碳素鋼、合金鋼。碳素鋼即含碳量小于2.11%鐵碳合金，碳素鋼又分為低碳鋼（含碳量低于0.25%）、中碳鋼（含碳量在0.25%--0.6%）、高碳鋼（含碳量高于0.6%）。合金鋼即在碳素鋼里加入一定數(shù)量的合金元素而形成的合金，合金鋼又分為低合金鋼（合金元素總含量≦5%）、中合金鋼（合金元素總含量＞5%--10%）、高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。按用途分

可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼。根據(jù)碳含量、熱處理方法和用途的不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼分為滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼和彈簧鋼。按煉鋼的脫氧程度分

可分為為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。1.鋼的分類知識儲備一、車身常用金屬材料的種類0102根據(jù)含碳形式的不同分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵和麻口鑄鐵。根據(jù)石墨形狀的不一樣分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵。2.鑄鐵的分類知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用車身鋼板熱軋鋼板冷軋鋼板低碳鋼高強(qiáng)度鋼特殊處理鋼1.車身鋼板知識儲備熱軋鋼板熱軋鋼板在800℃以上的高溫下軋制，厚度1.6~1.8mm之間，主要用于汽車上一些較厚的零部件（如制造車架、骨架、梁、底盤零件等等）。冷軋鋼板冷軋鋼板由熱軋鋼板經(jīng)過酸洗后冷軋變薄，在經(jīng)過退火處理得到，它的厚度一般在0.4~1.4mm之間，并且厚度精度高，表面的質(zhì)量好，有良好的可壓縮性和焊接性能，多數(shù)整體式車身都采用冷軋鋼板制成。0102二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板知識儲備低碳鋼低碳鋼為碳含量低于0.25%的碳素鋼，因其強(qiáng)度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和一部分優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，大多不經(jīng)熱處理用于工程結(jié)構(gòu)件，有的經(jīng)滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機(jī)械零件，其強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好，因此，其冷成形性良好，可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進(jìn)行冷成形，這種鋼還具有良好的焊接性和便于切割性，但低碳鋼容易變形，所以需要較厚的板件才能達(dá)到足夠的強(qiáng)度，會導(dǎo)致汽車重量增加。03二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板知識儲備高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼泛指強(qiáng)度高于低碳鋼的各種類型的鋼，一般強(qiáng)度為200MPa以上，現(xiàn)在的整體式車身要求前部要能承受比較大的載荷，并能較好的吸收汽車碰撞的能量，高強(qiáng)度鋼的屬性特點剛好可以解決這兩方面的問題，因此，整體式車身大都采用高強(qiáng)度鋼。04二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用車身上常見的高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的類型序號名稱應(yīng)用性能特點圖片1雙相鋼（DP鋼）DP鋼廣泛應(yīng)用在汽車的邊梁，側(cè)面構(gòu)件，橫梁，支柱，底盤加強(qiáng)件，油箱支架及車體的結(jié)構(gòu)件，加強(qiáng)件和防撞件具有低屈強(qiáng)比，高伸長率及初始硬化速率快的特性

2復(fù)相鋼（CP鋼）底盤懸掛件，B柱，保險杠，座椅滑軌等晶粒細(xì)小，抗拉強(qiáng)度較高。與同級別抗拉強(qiáng)度的雙相鋼相比，其屈服強(qiáng)度明顯要高很多。具有良好的彎曲性能、高擴(kuò)孔性能、高能量吸收能力和優(yōu)良的翻邊成形性能

3相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP鋼）結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的零件，如B柱加強(qiáng)板、前縱梁等TRIP鋼還具有高碰撞吸收能、高強(qiáng)度塑性積和高n值的特點

04高強(qiáng)度鋼知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用序號名稱應(yīng)用性能特點圖片4馬氏體鋼（MS鋼）如保險杠、門檻加強(qiáng)板和側(cè)門內(nèi)的防撞桿等屈強(qiáng)比高，抗拉強(qiáng)度高，延伸率相對較低，需要注意延遲開裂的傾向。具有高碰撞吸收能、高強(qiáng)度塑性積和高n值的特點

5淬火延性鋼（QP鋼）適用于形狀較為復(fù)雜的汽車安全件和結(jié)構(gòu)件，如A、B柱加強(qiáng)件等以馬氏體為基體相，利用殘余奧氏體在變形過程中的TRIP效應(yīng)，能實現(xiàn)較高的加工硬化能力，因此比同級別超高強(qiáng)鋼擁有更高的塑性和成形性能

6孿晶誘發(fā)塑性鋼（TWIP鋼）適用于對材料拉延和脹形性能要求很高的零件，例如復(fù)雜形狀的汽車安全件和結(jié)構(gòu)件TWIP鋼具有超高強(qiáng)度和超高塑性，強(qiáng)塑積可達(dá)50GPa%以上

7硼鋼（PH鋼或B鋼）安全結(jié)構(gòu)件，如：前、后保險杠、A柱、B柱、中通道等超高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度達(dá)1500MPa以上），有效提高碰撞性能，車身輕量化；零件形狀復(fù)雜，成形性好；尺寸精度高04高強(qiáng)度鋼知識儲備高強(qiáng)度鋼現(xiàn)代的車身外部覆蓋件一般采用低碳鋼或強(qiáng)度比較低的高強(qiáng)度鋼制造，但車身的結(jié)構(gòu)件都采用高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼來制造。04二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板知識儲備特殊處理鋼1）防銹鋼板防銹鋼板表面有一層鍍層，鍍層有三種形式，分別是鍍鋅、鍍鋁和鍍錫。鍍鋅和鍍鋁的鋼板容易腐蝕，鍍錫的鋼板則不易被腐蝕，鍍鋅鋼板對堿性環(huán)境的防腐蝕性能要好于酸性環(huán)境，一般用于車身鋼板，而鍍鋁鋼板對酸性環(huán)境的防腐蝕性能要好于堿性環(huán)境，一般用于排氣管護(hù)板，鍍錫鋼板則用于燃油箱。05二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用1.車身鋼板05特殊處理鋼1）防銹鋼板在車身中應(yīng)用最廣泛的是鍍鋅鋼板，由于鋼板的表面有鋅，空氣不能直接和鋼板接觸，當(dāng)有腐蝕情況時，鍍鋅層會先被腐蝕，在表面形成一層薄薄的銹層而保護(hù)鋼板不被腐蝕，鍍鋅鋼板分為單面鍍鋅和雙面鍍鋅兩種，而雙面鍍鋅常用在車上下部板件，因為這些部位常接觸易腐蝕物質(zhì)，需要重點保護(hù)。知識儲備特殊處理鋼2）不銹鋼板不銹鋼板是一種鉻、鎳合金碳鋼，在車身上主要用于一些高端車的外飾部件。3）夾層制振鋼板夾層制振鋼板在其表面或中間覆有塑膠，其作用是有較好的吸收振動效果，一般用于下隔板或乘坐室隔板。05二、金屬材料在車身上的應(yīng)用夾層制振鋼板原理圖1.車身鋼板知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用2.鋁合金在車身上的應(yīng)用1．建設(shè)指導(dǎo)思想以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》、《教育部財政部關(guān)于實施中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃的意見》(教職成〔2019〕5號)和《重慶市深化職業(yè)教育改革實施方案》（渝府發(fā)〔2019〕18號）精神，以專業(yè)群為紐帶，積極借鑒國內(nèi)外職業(yè)教育實訓(xùn)基地建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗，堅持以服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會為宗旨；堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，以專業(yè)群重點專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)為突破口；堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，建成一批具有輻射引領(lǐng)作用的高水平專業(yè)化產(chǎn)教融合實訓(xùn)基地，一批資源共享，集實踐教學(xué)、社會培訓(xùn)、企業(yè)真實生產(chǎn)和社會技術(shù)服務(wù)于一體的高水平職業(yè)教育實訓(xùn)基地。(一)非承載式車身特征車身板件用鋁合金，重量約為鋼板的三分之一，卻具有和鋼板同樣的強(qiáng)度，鋁合金比強(qiáng)度高，有很好的擠壓性能，能得到復(fù)雜的構(gòu)件，鋁合金吸能性好，碰撞安全性優(yōu)勢明顯，所以自然就成為汽車輕型化的首選材料。知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用年份廠家車型使用部位1982奧迪AudiSportquattro車門里板、車門窗框1984馬自達(dá)Rx7發(fā)動機(jī)罩1991本田NSX全鋁車身1995奧迪AodiA2全鋁車身2004寶馬寶馬5系減震器支座，橫梁2019奧迪AodiA8全鋁車身鋁及鋁合金在奧迪車身上的應(yīng)用2.鋁合金在車身上的應(yīng)用知識儲備鋁合金的分類01二、金屬材料在車身上的應(yīng)用非熱處理熱處理按延展特點鋁銅合金2000系列鋁硅鎂合金6000系列鋁鋅鎂合金700系列純鋁1000系列鋁錳合金3000系列鋁硅合金4000系列鋁鎂合金5000系列2.鋁合金在車身上的應(yīng)用知識儲備鋁的特性02二、金屬材料在車身上的應(yīng)用

1）密度低，材質(zhì)輕

2）耐腐蝕性好且板材厚

6）導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好

5）無磁性、材質(zhì)軟

4）熔點低

3）強(qiáng)度低

7）鑄造性、切割性較好2.鋁合金在車身上的應(yīng)用知識儲備鋁的特性1）密度低，材質(zhì)輕：其密度為2.7g/cm3，所以同等體積的鋁材其質(zhì)量約為同等體積鋼材的三分之一，可減輕整車重量，減少燃油消耗。2）耐腐蝕性好且板材厚：鋁板的厚度通常比鋼板厚，其抗腐蝕能力較強(qiáng)，不易生銹，當(dāng)裸露的金屬鋁遇到空氣時，其表面會形成一層薄薄的氧化膜（其實質(zhì)是氧化鋁--在焊接操作時需要先除掉這層氧化物，否則焊縫會存在氣孔和雜質(zhì)等缺陷），這層氧化膜可起到自我保護(hù)，避免被進(jìn)一步腐蝕。02二、金屬材料在車身上的應(yīng)用2.鋁合金在車身上的應(yīng)用知識儲備鋁的特性3）強(qiáng)度低：車身上的鋁板強(qiáng)度與鋼板相比其強(qiáng)度較低，但鋁件具有一定的韌性，在發(fā)生碰撞時具有良好的吸能作用，是制造車身變形區(qū)的理想材料。4）熔點低：鋁的熔點較低，其熔點為660℃，受熱后容易產(chǎn)生變形，這樣在焊接及熱收縮作業(yè)時將有一定難度。02二、金屬材料在車身上的應(yīng)用2.鋁合金在車身上的應(yīng)用知識儲備二、金屬材料在車身上的應(yīng)用2.鋁合金在車身上的應(yīng)用鋁的特性5）無磁性、材質(zhì)軟：鋁件沒有磁性，其材質(zhì)較軟，容易被劃傷。6）導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好：鋁合金的導(dǎo)熱性約為鋼材的三倍，并且導(dǎo)電性較好，本身不會被磁化。7）鑄造性、切割性較好：由于其熔化溫度低、材質(zhì)軟，所以易成型復(fù)雜的形狀和易切割。02知識儲備三、車身材料的性質(zhì)1．建設(shè)指導(dǎo)思想以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》、《教育部財政部關(guān)于實施中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃的意見》(教職成〔2019〕5號)和《重慶市深化職業(yè)教育改革實施方案》（渝府發(fā)〔2019〕18號）精神，以專業(yè)群為紐帶，積極借鑒國內(nèi)外職業(yè)教育實訓(xùn)基地建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗，堅持以服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會為宗旨；堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，以專業(yè)群重點專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)為突破口；堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，建成一批具有輻射引領(lǐng)作用的高水平專業(yè)化產(chǎn)教融合實訓(xùn)基地，一批資源共享，集實踐教學(xué)、社會培訓(xùn)、企業(yè)真實生產(chǎn)和社會技術(shù)服務(wù)于一體的高水平職業(yè)教育實訓(xùn)基地。(一)非承載式車身特征汽車在使用與維修中，為了能正確的加工和合理選用金屬材料，必須要了解和掌握金屬材料的使用性能和工藝性能，其使用性能包括力學(xué)性能、物理性能、和化學(xué)性能三方面。知識儲備強(qiáng)度指金屬材料在靜載荷的作用下，抵抗變形（抗拉、抗壓、抗彎、抗扭、抗剪）和破壞的能力，材料強(qiáng)度越高，可承受的載荷越大。01三、車身材料的性質(zhì)1.力學(xué)性能力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等知識儲備塑性指金屬材料在斷裂前產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力。當(dāng)鋼板被用力彎曲后，它會按原始形狀回復(fù)一些，但又保持彎曲狀態(tài)，這種情況就稱為塑性變形。汽車車身上許多部件都是利用鋼材的塑性原理，如翼子板，發(fā)動機(jī)蓋等等。三、車身材料的性質(zhì)1.力學(xué)性能02知識儲備硬度指材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力，它是金屬材料重要性能的指標(biāo)之一，一般硬度越高，其耐磨性越好，能承受外力也越大，硬度分為布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、維氏硬度（HV）和顯微硬度（HL）四種，但汽車板料的硬度常用布氏硬度、洛氏硬度兩種方法表示。03三、車身材料的性質(zhì)1.力學(xué)性能知識儲備韌性指金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力，可用來衡量金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。疲勞強(qiáng)度指材料在無限多次交變載荷作用而不會產(chǎn)生破壞的最大應(yīng)力，稱為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。04三、車身材料的性質(zhì)051.力學(xué)性能知識儲備金屬的物理、化學(xué)性能主要包括密度、熔點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐酸性、耐堿性、抗氧化性等等。三、車身材料的性質(zhì)2.金屬的物理、化學(xué)性能知識儲備四、鋼的熱處理1．建設(shè)指導(dǎo)思想以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》、《教育部財政部關(guān)于實施中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃的意見》(教職成〔2019〕5號)和《重慶市深化職業(yè)教育改革實施方案》（渝府發(fā)〔2019〕18號）精神，以專業(yè)群為紐帶，積極借鑒國內(nèi)外職業(yè)教育實訓(xùn)基地建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗，堅持以服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會為宗旨；堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，以專業(yè)群重點專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)為突破口；堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，建成一批具有輻射引領(lǐng)作用的高水平專業(yè)化產(chǎn)教融合實訓(xùn)基地，一批資源共享，集實踐教學(xué)、社會培訓(xùn)、企業(yè)真實生產(chǎn)和社會技術(shù)服務(wù)于一體的高水平職業(yè)教育實訓(xùn)基地。(一)非承載式車身特征鋼鐵的熱處理是以調(diào)整加熱溫度和冷卻速率來控制的，即將鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式來改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。熱處理工藝曲線知識儲備1.加熱對金屬的影響四、鋼的熱處理加熱對低碳鋼性能的影響對低碳鋼進(jìn)行加熱時，隨著鋼板溫度的增高，其強(qiáng)度和剛度也隨著下降，停止加熱后溫度下降到常溫，它的強(qiáng)度又恢復(fù)到原來的程度，所以對于低碳鋼鋼板的修理來講，加熱操作后不會降低其原有的強(qiáng)度。01知識儲備四、鋼的熱處理加熱對高強(qiáng)度鋼性能的影響對高強(qiáng)度鋼進(jìn)行加熱時，隨著溫度的升高，高強(qiáng)度鋼內(nèi)部的金屬晶粒會發(fā)生改變，由原來比較小的晶粒互相融合、吸收而變成大晶粒，金屬晶粒之間的作用力會隨著晶粒的變大而減小，當(dāng)加熱后的高強(qiáng)度鋼恢復(fù)到常溫后，它內(nèi)部的晶粒不能夠自己恢復(fù)到原來的小晶粒狀態(tài)，所以高強(qiáng)度鋼經(jīng)過過度加熱再冷卻后，強(qiáng)度會下降。021.加熱對金屬的影響知識儲備四、鋼的熱處理加熱后修理對車輛的損害維修車輛時應(yīng)盡量避免加熱（尤其是車架、大梁），其原因是加熱會損壞表面鍍鋅層，降低防銹能力，鋼板易被腐蝕，且改變鋼的強(qiáng)度或厚度。031.加熱對金屬的影響知識儲備四、鋼的熱處理鋼板顏色和溫度的關(guān)系對鋼鐵加熱時，其顏色會隨溫度的變化而變化，當(dāng)溫度加熱到600℃時，人的肉眼才可觀察到顏色的變化。04溫度（℃）6007008009001000110012001300顏色變化暗紅紅色淡紅橘紅黃色淡黃白色亮白鋼板顏色和溫度的關(guān)系1.加熱對金屬的影響知識儲備四、鋼的熱處理熱處理的分類01普通熱處理表面熱處