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摘 要：随着汽车工业的高速发展，基于汽车的使用工况和要求，对于汽车上的零部件的功能品质要求也越来越高，换挡拉索作为汽车上的重要功能性部件，下层零件上使用到了大量的树脂材料（尼龙材料等），本文主要针对于换挡拉索上尼龙树脂材料的耐盐害机理，以及高耐盐害能力尼龙材料的应用进行介绍说明。
关键词：换挡拉索；耐盐害；尼龙；酰胺基；玻纤
1、换挡拉索简介
换挡拉索是一种实现汽车换挡功能的柔性传递机械机构，一端连接着驾驶室内换挡器的销轴上，另一端连接着机舱变速箱的摇臂，驾驶者在拨动换挡器手柄时，带动换挡拉索内的钢丝绳动作，钢丝绳带动变速箱摇臂转动，摇臂转动再带动变速箱内的齿轮移动啮合实现不同的传动比，以达到换挡功能。因此从整个换挡的功能实现路径来看，换挡拉索有一半处于驾驶室内，而另一半处于发动机舱内。其中处于发动机舱内部分的塑料零件大部分使用的为尼龙树脂材料。
2、换挡拉索盐害发生概述
在我国北方和部分南方地区，冬季下雪后，市政部门在进行道路除雪时会使用除雪剂。道路除雪常用的除雪剂中含的主要成分是氯化钙（CaCl2）等盐类物质，汽车行驶通过路面，盐类物质会进入到汽车发动机舱，而换挡拉索有一半是处在发动机舱，其中直接与变速箱相连接的树脂接头环零件很容易接触到盐类物质，在盐类物质的影响下树脂零件会逐渐被腐蚀，若是普通的树脂材料（尼龙PA66等），由于耐盐害能力较低，零件材料就会很快被破坏分解，导致拉索无法实现换挡，产品功能失效。
3、尼龙材料盐害机理和高耐盐害能力的尼龙材料
3.1尼龙材料盐害分解机理
氯化钙腐蚀尼龙原理：如下图所示，尼龙材料上若附着氯化钙液体，钙离子会配位到酰胺基的氢键中，干燥后水析出收缩，但钙离子已存留在在分子链结构中，分子链受钙离子影响无法复原，产生内部变形，变形慢慢扩大产生细裂纹，裂纹延展导致材料逐渐被破坏。
3.2高耐盐害能力的尼龙材料
为满足更高的耐盐害能力，使用一种全新的尼龙材料PA6·12，以替代普通的尼龙PA66。这两种尼龙材料的耐盐害能力差异的机理主要体现在材料的分子链结构上：从下图总的分子链结构对比可以看出，PA66的C链比PA6·12的要短很多，因此在同等质量的材料里，酰胺键在PA66中的长度比例要比PA6·12大，即酰胺键在PA66中的密度要比PA6·12大得多，而氯化钙盐类主要就是与酰胺键反应发生腐蚀破坏，所以含有较多酰胺键的PA66与氯化钙接触后会更容易更快发生反应，而相比之下含有较少酰胺键的PA6·12的这种反应会缓慢很多，所以PA6·12的抗盐害能力也就更强。
（从下方材料盐害试验后的弯曲强度保持率和表面放大图可以进行对比）
耐盐害循环试验方法：
事前调湿样品。（80℃×80%RH坏境下放置后，铝袋放置2周）
（1）将纱布（3重）浸入氯化钙水溶液（40%）中。用纱布包裹样品两面，放置30分钟。
（2）30分钟后，保持此状态不变，在100℃的烤箱中放置3小时，使氯化钙水溶液干燥。
（3）干燥后从烤箱中取出，去掉纱布，水洗。
（4）水洗后80℃×60%RH恒温恒湿槽内放置16hr后，进行下个循环。
（周末则80℃×55%RH×64hr）
（1）～（4）为1个循环。150循环后，进行弯曲试验。
4、材料性能的兼顾提升（加入玻纤）
由于换挡拉索的接头环与变速箱上的摇臂连接，拉索在换挡作动时，接头环变速箱侧的接头环零件承受着较大的负荷，因此对零件材料的强度也有很高的要求，所以在主材PA6·12中追加了一定含量的玻纤（常用15～40%GF，具体的比例可以根据需求进行调整），玻纤对树脂材料的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性有明显的提高，因此在满足材料耐盐害要求的基础上，使零件在强度上也得到了很好的保证：如在尼龙中加入30%GF，材料的耐疲劳强度是未增强的2.5倍。另外，材料若是纯PA6·12，在价格上也很贵，添加一定比例的玻纤，对原材料本身的成本价格也会有一定降低。
但是需要注意的是：玻璃纤维的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动性较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，注塑机机筒温度需要提高10～40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿着流动方向上取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，在模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入的玻纤的比例越大，对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。对于玻纤的增加比例，需要结合产品的强度要求以及成型工艺进行综合考虑。
5、其他塑料材料在汽车上的應用
上述耐盐害尼龙材料只是塑料中的一种，大量塑料材料已广泛地应用在汽车上的各个区域，塑料材料不仅可以减轻零部件约40%的质量，还可以降低成本40%左右，据相关资料统计：目前世界上每台汽车上塑料的用量已达到105Kg，约占汽车总质量的8%～12%。汽车上塑料材料主要是内外饰件：仪表盘、门把手、座椅、杂物箱、顶棚、引流板、保险杠、挡泥板、格栅、车轮护罩、车门槛板、后视镜框、空调系统配件等，其中用到的塑料材质主要为ABS、PC、PP等；塑料功能件：发动机部件及其燃油进气系统和电器系统，用到的主要是尼龙PA、PPS、聚酯、酚醛塑料等，塑料制作的发动机部件成本低、质量轻、噪声小，同时耐高温、刚性好、尺寸稳定性好、耐腐蚀。
6、结束语
随着汽车行业的迅猛发展，新工艺和新材料的应用也在不断更新，而汽车消费者对汽车提出了更高的要求：安全性、舒适性、环保性等，汽车上的零部件数量巨大，在汽车节能低排、轻量化的发展趋势下，会有更多的高性能的新型高分子塑料材料被应用，以替代传统的金属材料，这也必将为汽车工业发展的变革创新注入新的动力。
参考文献
[1] 刘亚庆.玻纤增强尼龙66疲劳性能的研究.工程塑料应用，2002：43～44.
[2] 高亚楠，温龙飞.浅谈汽车轻量化发展态势.汽车工业研究，2007：33～35.
（作者单位：重庆海德世拉索系统（集团）有限公司）
关键词：换挡拉索；耐盐害；尼龙；酰胺基；玻纤
1、换挡拉索简介
换挡拉索是一种实现汽车换挡功能的柔性传递机械机构，一端连接着驾驶室内换挡器的销轴上，另一端连接着机舱变速箱的摇臂，驾驶者在拨动换挡器手柄时，带动换挡拉索内的钢丝绳动作，钢丝绳带动变速箱摇臂转动，摇臂转动再带动变速箱内的齿轮移动啮合实现不同的传动比，以达到换挡功能。因此从整个换挡的功能实现路径来看，换挡拉索有一半处于驾驶室内，而另一半处于发动机舱内。其中处于发动机舱内部分的塑料零件大部分使用的为尼龙树脂材料。
2、换挡拉索盐害发生概述
在我国北方和部分南方地区，冬季下雪后，市政部门在进行道路除雪时会使用除雪剂。道路除雪常用的除雪剂中含的主要成分是氯化钙（CaCl2）等盐类物质，汽车行驶通过路面，盐类物质会进入到汽车发动机舱，而换挡拉索有一半是处在发动机舱，其中直接与变速箱相连接的树脂接头环零件很容易接触到盐类物质，在盐类物质的影响下树脂零件会逐渐被腐蚀，若是普通的树脂材料（尼龙PA66等），由于耐盐害能力较低，零件材料就会很快被破坏分解，导致拉索无法实现换挡，产品功能失效。
3、尼龙材料盐害机理和高耐盐害能力的尼龙材料
3.1尼龙材料盐害分解机理
氯化钙腐蚀尼龙原理：如下图所示，尼龙材料上若附着氯化钙液体，钙离子会配位到酰胺基的氢键中，干燥后水析出收缩，但钙离子已存留在在分子链结构中，分子链受钙离子影响无法复原，产生内部变形，变形慢慢扩大产生细裂纹，裂纹延展导致材料逐渐被破坏。
3.2高耐盐害能力的尼龙材料
为满足更高的耐盐害能力，使用一种全新的尼龙材料PA6·12，以替代普通的尼龙PA66。这两种尼龙材料的耐盐害能力差异的机理主要体现在材料的分子链结构上：从下图总的分子链结构对比可以看出，PA66的C链比PA6·12的要短很多，因此在同等质量的材料里，酰胺键在PA66中的长度比例要比PA6·12大，即酰胺键在PA66中的密度要比PA6·12大得多，而氯化钙盐类主要就是与酰胺键反应发生腐蚀破坏，所以含有较多酰胺键的PA66与氯化钙接触后会更容易更快发生反应，而相比之下含有较少酰胺键的PA6·12的这种反应会缓慢很多，所以PA6·12的抗盐害能力也就更强。
（从下方材料盐害试验后的弯曲强度保持率和表面放大图可以进行对比）
耐盐害循环试验方法：
事前调湿样品。（80℃×80%RH坏境下放置后，铝袋放置2周）
（1）将纱布（3重）浸入氯化钙水溶液（40%）中。用纱布包裹样品两面，放置30分钟。
（2）30分钟后，保持此状态不变，在100℃的烤箱中放置3小时，使氯化钙水溶液干燥。
（3）干燥后从烤箱中取出，去掉纱布，水洗。
（4）水洗后80℃×60%RH恒温恒湿槽内放置16hr后，进行下个循环。
（周末则80℃×55%RH×64hr）
（1）～（4）为1个循环。150循环后，进行弯曲试验。
4、材料性能的兼顾提升（加入玻纤）
由于换挡拉索的接头环与变速箱上的摇臂连接，拉索在换挡作动时，接头环变速箱侧的接头环零件承受着较大的负荷，因此对零件材料的强度也有很高的要求，所以在主材PA6·12中追加了一定含量的玻纤（常用15～40%GF，具体的比例可以根据需求进行调整），玻纤对树脂材料的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性有明显的提高，因此在满足材料耐盐害要求的基础上，使零件在强度上也得到了很好的保证：如在尼龙中加入30%GF，材料的耐疲劳强度是未增强的2.5倍。另外，材料若是纯PA6·12，在价格上也很贵，添加一定比例的玻纤，对原材料本身的成本价格也会有一定降低。
但是需要注意的是：玻璃纤维的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动性较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，注塑机机筒温度需要提高10～40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿着流动方向上取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，在模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入的玻纤的比例越大，对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。对于玻纤的增加比例，需要结合产品的强度要求以及成型工艺进行综合考虑。
5、其他塑料材料在汽车上的應用
上述耐盐害尼龙材料只是塑料中的一种，大量塑料材料已广泛地应用在汽车上的各个区域，塑料材料不仅可以减轻零部件约40%的质量，还可以降低成本40%左右，据相关资料统计：目前世界上每台汽车上塑料的用量已达到105Kg，约占汽车总质量的8%～12%。汽车上塑料材料主要是内外饰件：仪表盘、门把手、座椅、杂物箱、顶棚、引流板、保险杠、挡泥板、格栅、车轮护罩、车门槛板、后视镜框、空调系统配件等，其中用到的塑料材质主要为ABS、PC、PP等；塑料功能件：发动机部件及其燃油进气系统和电器系统，用到的主要是尼龙PA、PPS、聚酯、酚醛塑料等，塑料制作的发动机部件成本低、质量轻、噪声小，同时耐高温、刚性好、尺寸稳定性好、耐腐蚀。
6、结束语
随着汽车行业的迅猛发展，新工艺和新材料的应用也在不断更新，而汽车消费者对汽车提出了更高的要求：安全性、舒适性、环保性等，汽车上的零部件数量巨大，在汽车节能低排、轻量化的发展趋势下，会有更多的高性能的新型高分子塑料材料被应用，以替代传统的金属材料，这也必将为汽车工业发展的变革创新注入新的动力。
参考文献
[1] 刘亚庆.玻纤增强尼龙66疲劳性能的研究.工程塑料应用，2002：43～44.
[2] 高亚楠，温龙飞.浅谈汽车轻量化发展态势.汽车工业研究，2007：33～35.
（作者单位：重庆海德世拉索系统（集团）有限公司）