摘 要:汽车主要由金属、塑料、橡胶以及玻璃等材料构成,在报废之后大多数材料都具有一定的回收价值。基于此,文章首先阐述了中国报废汽车材料的主要组成,在此基础上就中国报废汽车材料再生技术进行了深入探究。
关键词:报废汽车材料 组成 再生技术 现状
Analysis on the Composition of Scrapped Automobile Materials and the Status Quo of Recycling Technology in China
Hu Jinda
Abstract:Automobiles are mainly composed of metal, plastic, rubber, glass and other materials. Most of the materials have a certain recycling value after being scrapped. based on this, the article first expounds the main composition of China's scrapped automobile materials, and on this basis, conducts an in-depth study on China's scrapped automobile materials recycling technology.
Key words:end-of-life automobile materials, composition; recycling technology, status quo
1 中国报废汽车材料的主要组成
1.1 金属材料
众所周知,金属是汽车的主要组成材料,包括铁碳钢、合金钢等相应的钢铁材料以及铝、镁、铜、锌等相关的有色金属材料。根据相关的实际调查研究我们可以看出,近年来,我国生产的大多数车辆材料组成大约为70%左右的钢铁、10~15%左右的有色金属,剩下的则为非金属材料。在现代社会,已经报废的汽车由于其制造时间早,金属占比大约为汽车总质量的80%左右,对于塑料、镁铝等等材料的使用并不多。
钢铁是汽车构成的重要组成部分,对于材料的选择占据着主导地位。但从一定意义上来讲,现阶段生产制造商对钢材的选择逐渐发生了变化。具体而言,铸铁和中、低刚度刚的选择不断减少,而高强度钢的使用量则不断增加。随着现代科技的不断发展创新,高强度钢应运而生,其在一定程度上增强了钢材料的强度及硬度,是当前社会一种新型汽车钢铁材料,其也是未来汽车行业发展的主要研究对象,从真正意义上满足汽车轻量化的实际需求。大多数钢铁企业充分立足于社会发展的实际需求及各行业对钢铁材料的使用情况,大力开发出高强度的材料,具体而言,由最初能够承受210MPa的高强度钢逐渐转变为能够承受550MPa的超高强度钢,同时各企业为了更好地迎合市场需求创设了先进的高强度钢,不管在何种阶段均体现出明显的轻量化效果。当前阶段对高强度钢材料的使用通常体现在板材和管材方面,其在一定程度上取代了普通的车身零件及相关的结构件。
铝合金是目前使用量仅低于钢材的汽车金属材料,其在我国的发展已经经过了较长的时间,整体技术趋于成熟和稳定,也是目前极其重要的轻量化材料。基于铝合金制作方式的不同可以将其划分为铸造铝合金及变形铝合金两个主要模块,而在现阶段汽车制造中,最常使用的应当是铸造铝合金,占总重量的80%左右,通常主要体现在发动机零件、底盘、壳体类零件的制作过程中,目前已经灵活运用于发动机缸体、缸盖、离合器壳、保险杠等等零件中。
镁这一金属材料相比于钢铁及铝合金质量更轻,至少可以在原有基础上再实现重量15%~20%的減少。在具体的使用过程中,镁合金通常表现为铸造镁合金包括AM、AZ等等。
1.2 塑料材料
在世界范围内,塑料的使用量是衡量某一国家汽车行业发展现状及质量水平的关键所在。据调查显示,目前我国大多数车企在制作车辆是对于塑料的使用维持在80~100公斤,总重量的8%~10%。而针对已经达到报废状态的汽车而言,塑料的整体含量维持在60公斤左右,整体上比新车更低。值得注意的是,汽车塑料零部件主要涵盖了内饰、外饰以及其他结构的功能,内饰对塑料的使用量几乎是最大的。在汽车发展的初级阶段,塑料被运用于车门的内板、顶棚、仪表盘、后备箱盖等等。而在目前汽车发展阶段,塑料被赋予了多元化的功能,在原有的结构功能上实现了拓展延伸,即被灵活运用于保险杠、翼子板、油箱、车身板等等工序的制作中。
从一定意义上来讲,车用塑料我们可以分为热塑性和热固性两个主要模块。为了减少环境污染,实现汽车资源的回收利用,在当前阶段汽车制造厂商最常使用的应当是热塑性材料,包括聚丙烯、ABS等等热固性材料。但与此同时,热固性材料相比于热塑性材料整体价格较为便宜,主要原料为树脂基复合材料等等,因此部分商用车对于发动机壳、导流板等等的制作仍然采用的是热固型塑料。
1.3 橡胶材料
橡胶是现阶段汽车生产制造及其重要的组成部分,一般车辆用量大约在80公斤左右,占总体质量的5%。对于一些载重汽车而言,橡胶的重量高达百140公斤以上,由于具有一定的弹性被灵活运用于多元化系统的制作中,尤其是针对汽车的滚动、制动安全、减震、密封、救生以及乘坐舒适度等等方面都有着至关重要的作用。
1.4 玻璃材料
汽车制造中玻璃的使用可以分为夹层玻璃和钢化玻璃两个主要模块。第一,对于夹层玻璃而言,其在制作过程中本质上是直接将两块或两块以上的玻璃直接胶合粘连在一起即可,因此玻璃之间通过PVB胶片进行结合。如果车辆在行驶过程中遭到外力的冲击被损坏那么此时PVB胶片会直接对玻璃碎片进行稳定,确保其不会由于散落而造成人员伤亡;第二,对于钢化玻璃而言,其主要是指在具体的制作工艺中,直接将玻璃进行加热处理,其后吹冷等等相关工艺而形成的,通过一系列的工艺操作玻璃的整体强度及性能都得到了显著的提升,其内部结构也已经发生了相应的变化。通常而言,夹层玻璃被使用在前挡风玻璃,而钢化玻璃则使用在车窗玻璃以及后挡风玻璃。
2 中国报废汽车材料再生技术探究
2.1 金属材料的再生技术
根据相关的实践调查研究我们可以看出,汽车80%都是由金属材料所构成的,因此如果能对这些材料进行有效的回收利用会直接提高整体的回收价值。对于大多数的车企而言,最理想的回收方式是直接对报废车辆的金属零部件进行二次使用,与此同时,也可以在修复后直接运用于其他车辆。对于报废汽车中不能使用的零部件,则通过材料的形式进行有效的回收。
钢铁的回收主要是通过回炉炼钢的方法。众所周知,废钢铁是炼钢的主要材料,其整体用量高达钢铁原料的80%左右。与此同时,氧气转炉中废钢铁不仅仅是金属材料,我们也可以将其看做是冷却剂。
报废汽车中的废旧铝材料要实现回收利用,主要通过直接熔炼成再生铝合金锭、加工为铝材料使用的锭坯以及直接熔炼并铸造三种主要形式。
镁料的回收利用主要可以采用蒸馏法和溶解法两个主要形式。第一,针对蒸馏法而言,本质上是对纯镁进行回收,但具体操作极其复杂,需要消耗大量的能源,因此在汽车报废零器件的回收中不常被使用。而溶解法则是主要的镁合金回收方式,其采用熔化、去氧化物、除铁、增加化学成分、除气、铸锭这一流程实现高效的回收利用。
2.2 塑料材料的再生技术
2.2.1 直接熔融再生
具体而言,该项技术是直接将废旧的塑料通过分选、清洗、破碎、塑造等等流程直接加工成型的方式方法,通常而言这一技术仅仅运用于质量较差的塑料回收中。
2.2.2 改性再生
这一技术主要是指将所获得的废旧塑料通过物理或是化学的方式改变其技能,尤其是力学性能会有着明显的改善。通常而言,我们会使用物理改性和化学改性两个主要方法进行塑料回收。
2.3 橡胶材料的再生技术
2.3.1 旧轮胎直接翻新
直接将旧轮胎进行局部的修补,二次加工,贴上胎面胶之后再使用一定的方式方法使其硫化,从而发挥其价值。这一方式方法在一定程度上要求胎源质量较好,同时相关技术人员的水平达到一定标准,这也是目前我国橡胶工业回收利用的重要组成部分。
2.3.2 大力生产硫化橡胶
所谓硫化橡胶粉,主要是指将硫化橡胶直接粉碎而后产生的粉末状物质。值得注意的是,这个过程所产生的物质我们可以将其理解为精细胶粉,而在其硫化之后整体性能相比于再生胶更为突出,能够灵活运用于建筑行业、公路、机场的装饰、橡胶制品以及其他装饰材料中,整合了环保资源、再生等多元化的回收方式,但目前我国对于胶粉的利用并不全面。
2.3.3 有效生产再生橡胶
所谓再生胶,主要是指将硫化橡胶通过粉碎、加热等等物理化学操作,使其特征从最初的弹性转变为塑性和粘性,同时也具有一定的再硫化能力。这一技术方法是目前应用最为广泛的再生技术,其在各个国家、各个地区都得到了灵活的使用。
2.4 玻璃材料的再生技术
玻璃的回收分为直接利用和转型利用两个主要模块。第一,所谓直接利用则是将报废汽车中的质检合格的玻璃直接拆解下来用于其他车辆的配件设计;第二,所谓转型利用则是将所有的玻璃回收后直接加工,将其转变为原材料。
从一定意义上来讲,大多数报废汽车中的玻璃通常会采用转型利用的方式直接回炉熔融,再通过一定的方式方法将其制作为玻璃器皿。与此同时,可以将破碎的玻璃与碳粉直接混合起来,再加入一定的原料,通过烧制成为可代替矿棉的泡沫玻璃材料。另外,可以将玻璃和塑料作为混凝土的添加料直接运用于沥青及混凝土的制作中,能够使得建筑更为坚固。
对于夹层玻璃而言,其本身结构具有一定的复杂性和特殊性,因此在对其进行回收之前首先应当将玻璃与玻璃之间的高聚物进行有效的分离,通过加热的方式转化聚合物,實现玻璃与其的分离之后再分别进行回收。但值得注意的是,夹层玻璃的整体回收价值偏低,因此我们通常会将报废车辆中的夹层玻璃直接填埋处理。
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作者简介
胡锦达:(1981.06—),女,汉族,辽宁沈阳人,硕士研究生,沈阳职业技术学院汽车分院,副教授。研究方向:材料学。



