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发展高强钢汽车板的对策及建议

更新时间:2015-04-08      点击次数:1501

发展高强钢汽车板的对策及建议

 

加强钢铁厂与汽车厂的合作研究开发

新一代性能更优的汽车设计制造需要有新的先进高强钢材料的支撑。钢铁厂作为zui主要的汽车用材供应商理应在新一代汽车减重、节能和安全环保方面有所贡献。因此,钢铁厂与汽车制造厂之间应加强合作,在汽车设计、模具设计和零件选材与用材方面多进行研讨磋商。现在,自主创新是新的国家战略,提高自主创新能力已成为汽车行业在十一五"发展规划中的核心词汇。同样,在技术含量较高的汽车用高强钢生产工艺技术与设备研究开发和高强钢使用技术研究方面,钢铁厂也有大量的技术创新工作要做,这都为将来钢铁厂与汽车制造厂的合作研究开发带来契机。

 

高强钢生产工艺设备的自主研究开发 

    目前,商业用高强钢生产冶金原理近几年并没有新的发现,但在1200MPa以上超高强钢工艺方面,上出现了2条途径:其一,钢铁厂通过热处理方法获得1500MPa左右超高强钢,而后通过滚压等成型方法加工成保险杠、防撞杆等汽车零件;其二,钢铁厂只提供强度只有800MPa左右但化学成分能满足进一步热处理要求的板卷,由零部件厂或汽车厂通过热冲压成形而获得1500MPa左右超高强钢零部件。前者的优势是,超高强钢的热处理集中在钢厂完成,生产效率高,成本低,对环保也有利,但在滚压成形中必须解决零件成形过程的回弹问题,以确保零件尺寸精度。后者的优势在于,热成形后的形状稳定,尺寸精度高,对于形状较复杂的零件也较易生产,但该方法的生产效率低,每种车型、每个超高强钢零件都需要水冷模具,投资巨大,而且,还要在后工序配备喷丸或在前工序镀铝或涂镀其它材料,生产成本较高。对于钢铁厂科技人员来说,应该更多地关注前者。 上文提到高强钢的生产在炼钢、热轧、酸洗和冷连轧等工序中都有困难,因此,各工序都必须对现存的生产工艺技术问题进行研究,以优化其生产工艺。对于某些设备,还要进行技改或改善。对于热处理和涂镀工序,国内各钢厂在高强钢,特别是超高强钢的生产工艺设备能力方面还有较大的差距,其中zui突出的问题是连续热处理机组的冷却速率太低,热镀锌机组缺乏改进高强钢可镀性的手段。围绕连退和热镀锌的核心技术-快冷技术(问题),必须开发出具有自主常识产权的快冷关键技术,为更经济、更合理地开发先进高强钢和超高强钢创造条件。针对高强钢,特别是超高强钢合金元素含量高,焊接性能差的问题,酸轧及连续热处理机组都宜配备激光焊机。针对超高强钢可镀性差的问题,热处理线宜采用直火加热和高氢快冷技术。针对超高强钢板形差、平整延伸率难以提高的问题,宜采用板形控制能力强、工作辊辊径较小的六辊平整机。

 

加快先进高强钢新产品的研究开发 

   以相变强化机理为主的各种强度等级的双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢和复相钢等先进高强钢将在未来的新车型中大量使用,为此,需加快这些新产品开发的速度。高强钢成品性能与生产工艺参数,特别是热处理工艺技术参数的关系密切,因此,新产品开发一定要结合工艺流程和生产线进行。在新产品开发中,除进行大量必要的模拟试验外,还要摸索出各工序关键性的工艺技术参数范围,还有一条功能强大的中试机组,以便通过中试机组验证规定的生产工艺参数范围是否合理,新产品材质性能及其它质量能否满足用户要求。只有通过验证,才能在大生产机组上进行批量试生产及优化改进。由此可见,中试机组在新产品开发中起着极其重要的桥梁作用。目前,国内非常缺乏这种中试机组,特别是连续热处理中试机组尤为突出。然而,这种机组的投资庞大,国家及省市相关部门应大力支撑并鼓励钢铁企业在这方面的投入,以提升钢铁企业的自主创新能力。

 

高强钢产线的优化 

在大型钢铁联合企业中,产线都是比较多的,每条产线都有其自身特点,适合生产相应的产品。为了zui大限度地发挥各条产线优势,就必须对各产线进行分工。高强钢,特别是超高强钢主要用于制造汽车安全件和内部结构件,对材质性能要求很高,但对表面质量要求不高。机组生产超高强钢之后,对辊面质量和炉况均有不良影响。因此,较理想的产线分工是生产汽车外板的机组与生产超高强钢的机组分开,高强钢与超高强钢在线上集中生产便于接续过渡。在生产高强钢的机组中,由于不同钢种对机组各段的温度、时间和冷却速率的要求不同,在设计新的机组时,应根据其主要目标产品特点进行设计。对于已有的机组,则可根据其能力进行分工。一般而言,TRIP钢对冷却速率要求不高,但却要求有较高的过时效温度和较长的时效时间,DP钢和M钢则要求较高的冷却速度和较低的冷却终点温度,但要求过时效的温度低,过时效时间短。因此,必须尽可能把上述2类钢分开生产,以免机组设计不合理以及实际生产时工艺过渡时间长。

 

加强高强钢汽车板的用户使用技术研究

    用户在高强钢汽车板使用过程中必然会碰到许多与材料相关的技术问题。对于这些问题,用户总寄希翼钢厂帮助解决。因此,钢厂除研究高强钢本身的基本材料特性之外,还要研究高强钢的成形问题、各类激光拼焊及拼焊板的成形问题、高强钢零件之间的点焊问题、高强钢零件的磷化和后续涂装问题。钢厂只有把高强钢的相关问题研究透了,才能更好地满足汽车用户的需要。

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结语 

中国汽车工业正处于高速发展时期,还有较大的发展空间。高强钢汽车板将是今后汽车板发展的主流,大量使用高强钢是解决汽车减重、节能、安全、环保的重要途径。钢厂在研究开发及推广应用高强钢汽车板方面还有很多问题要解决,而自主创新、产销研一体化、与用户互动研发是解决这些问题的根本出路。(来源:李俊,世界钢铁,2006年第3期,1-5

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