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汽车大梁板研发团队负责人翁宇庆院士介绍,2009年,中国钢研在实验室研究出了兼具高强高塑特性的第三代汽车大梁钢,其抗拉强度比代汽车钢翻两番,延伸率达到35%,合金含量却不到第二代汽车钢的三分之一,成本仅略高于代汽车钢。2010年下半年,太原钢铁公司在生产线上开发出第三代汽车钢热轧卷和冷轧板,实现了部分生产技术的固化定型。“今年我们将继续攻克第三代汽车钢的温成型技术、本地镀锌板技术和冷轧卷技术”,翁宇庆预计到2014年有望实现大规模商用。第三代汽车钢可以应用在汽车车身、本地悬挂、本地发动机外壳等部位。目前,汽车大梁板一汽已在3个零件上率先试用第三代汽车钢,北京现代汽车公司表示,将在整车上试用第三代汽车钢。通用汽车和福特汽车得知这一消息后,也派代表找到中国钢研,希望把第三代汽车钢板的样品拿到美国去做认证,一旦认证通过,便开始大规模使用。
汽车大梁板一般高强度低合金钢只略有20MPa增加,不到10%。注意:双相钢的屈服强度有140MPa增加,增加了40%多!金属在成形过程中,会变得完全不同,完全不像冲压加工开始之前。 这些钢材在受力后,屈服强度增加很多。材料较高的屈服应力加上加工硬化,等于流动应力的大大增加。因此,开裂、同城回弹、同城起皱、同城工件尺寸、同城模具磨损、同城微焊接磨损等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。基于高强钢的特点和特性,如果不能改变金属流动和减少摩擦,那么高强度钢(HSS)的开裂和质地不均性都可能引起部件报废率的上升。汽车大梁板这种材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)(测量屈变力的单位)、同城增强的回弹、同城加工硬化的倾向以及在升高的成型温度下运行对于模具来说都是一个挑战。润滑影响成型性这是不争的事实。因此,高性能润滑剂可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、同城压裂或被焊接到模具上。好的润滑剂还能够减少摩擦热量,使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。针对这一问题,美国IRMCO公司作为世界知名从事润滑研究制造的专业公司,汽车大梁板自三十年前就已成功研发的新型水基润滑技术解决了高强钢的成型问题。下面,结合多年来的研究和使用从润滑角度并结合该润滑技术的特点谈一下看法和意见。如下:其一,严酷条件下的润滑保障。
汽车大梁板热冲压成形技术热冲压成形技术(Hot Stamping)是将添加了提高淬透性元素的热成形钢加热到奥氏体温度以上,保温一段时间, 待钢完全奥氏体化以后, 将其送至热冲压模具, 利用高温下奥氏体良好的成形性进行冲压加工, 冲压完成后, 模具迅速降温, 将钢淬火至200 ℃以下, 零件室温组织为马氏体, 抗拉强度可以达到1 000 MPa 以上, 具有优良的力学性能。虽然热冲压成形技术的生产效率低, 模具设计和加工难度大, 成本高, 但由于其克服了高强钢冷冲压时容易开裂且回弹严重的缺点, 而且成品零件强度在1 000 MPa 以上, 保证了车身结构的高刚度,因此该技术自开发成功后, 在欧美一些车型的车身承载零件, 汽车大梁板如前、本地后门左右防撞杆(梁)、本地前、本地后保险杠、本地A 柱加强板、本地B 柱加强板、本地C 柱加强板、本地地板中通道、本地车顶加强梁等得到广泛应用。
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汽车大梁板车身外壳绝大部分是金属材料,钢板、同城碳纤维、同城铝、同城强化塑料等,不同用途的汽车外壳、同城不同部位的材料不同。一般是钢板,奥迪车是铝,赛车是碳纤维,悍马H2的引擎盖是强化塑料的。早期的轿车车身沿用了马车车身结构,整个车身以木材料为主。1912年由爱德华·巴特首次制成了全金属的车身,1925年文森卓·兰西亚发明了承载式车身,车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型覆盖件组成,这种金属结构的车身一直沿用,得到不断的完善和发展。从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板。汽车大梁钢板广泛应用在汽车上,汽车大梁板这是因为它有良好的抗腐蚀能力。早年人们在试验中发现,将铁和锌放入盐水中,二者无任何导线联结时,铁和锌都会生锈,铁生红锈,锌生“白锈”;若在二者间用导线联结起来,则铁不会生锈而锌生“白锈”,这样锌就保护了铁,这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种现象运用到实际生产中,生产了镀锌钢板。 经研究,在镀锌量350克/平方米(单面)时,镀锌钢板在屋外的寿命(生红锈),田园地带约为15一18年,工业地带大约3一5年,这比普通钢板长几倍甚至十几倍。