汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板;从强度角度可划分为:普通钢板(软钢板)、低合金高强度钢板(HSLA)、普通高强度钢板(高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等)和***高强度钢板(AHSS)等。在以强度划分的钢板中,前两类钢种目前国内外应用均已趋于成熟;第三类钢种在国际上已批量商业化应用,国内也处于研制、试用(IS钢)和推广应用阶段;第四类钢种在国际上处于研制趋于成熟和推广应用阶段,国内处于研制起步阶段。由于高强度钢板是汽车钢板材料发展的主题之一,因此在高强度钢板中***介绍第三和第四类钢种,同时对涂镀层钢板进行简要介绍。
高强度钢板
普通高强度钢板
高强度IF钢板:使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时,拥有较高的强度,满足复杂形状轿车冲压件性能要求。
烘烤硬化钢板(BH钢):钢板冲压成形前具有较低的屈服强度,通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。
含磷钢板:利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化,可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。
超低碳含磷钢板:该钢具有良好的深冲性、塑性和韧性。
各向同性钢板(IS钢):主要用于汽车外板。
***高强度钢板(AHSS)
双相(Dual-Phase简称DP)钢:一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也较严格的汽车零件,如车轮、***杠、悬挂系统及其加强件等,随着钢种性能和成型技术的进步,DP钢也被用在汽车的内外板等零件上。
贝氏体钢板:适合冲压汽车支撑类部件,这类部件较厚且要求翻边性能良好。
相变诱导塑性(TransformationInducedPlastic简称TRIP)钢:特别适合要求具有高的胀型情况。
复相(ComplexPhase简称CP)钢:具有高的吸收能和好的扩孔性能,特别适合于车门防撞杆、***杠和B立柱等安全零件。
马氏体钢:是目前商业化高强度钢板中强度级别***高的钢种。主要用于成型要求不高的车门防撞杆等零件代替管状零件,减少制造成本。
涂镀层钢板
汽车工业对涂镀层钢板的性能要求
在汽车制造过程中,涂镀层钢板要经过冲压成型、焊接、表面处理、涂漆、烘烤工序,因此汽车工业对涂镀层钢板有如下性能要求:
1)、成型性:基板适合成型的要求,镀层附着力强、抗剥落、抗粉化;
2)、耐蚀性:抗冬季道路撒盐的腐蚀,抗海洋性气候大气腐蚀;
3)、涂漆性:磷化和电泳涂漆性能好;
4)、焊接性:对电极损伤小、焊接参数范围宽;
5)、表面质量:表面平整、镀层厚度均匀;
6)、公差尺寸:板形平整,公差小。
汽车用涂镀层钢板的主要品种
汽车车体使用的各类镀层板,主要包括热镀锌(热镀纯锌GI,合金化热镀锌GA等)钢板、电镀锌(电镀纯锌、电镀锌镍合金以及合金化电镀锌等)钢板和有机、无机涂镀层钢板等。
汽车钢板作为车身的主要原材料,是钢铁中的精品,高等级汽车板以其要求之严格体现了一个冶金企业的研发、技术、质量及综合管理的水平,生产高等级汽车板主要存在以下几方面的难点:
1 个性化需求多,导致汽车板品种繁多
根据汽车设计的要求,不同部位的钢板要求也不同,这些不同主要体现在钢板的性能、规格和表面状态方面。如外板用钢板需要高的表面质量、高的抗凹陷性能和高的形状稳定性,内板用钢板则需要高的成形性和耐蚀性,结构件用钢板则需要高的强度、高的***性能、良好的焊接性能和高的碰撞吸收能等性能。
从冶金机理上汽车板可分为低碳钢、超低碳IF钢、烘烤硬化钢、高强度低合金钢、各向同性钢、双相钢、相变诱发塑性钢和马氏体钢等,根据钢板厚度和表面状态的不同可分为热轧板、热轧酸洗板、冷轧板、电镀锌板、电镀锌镍板、热镀锌和热镀锌合金化钢板等,以上钢板的不同冶金机理和表面状态的组合使得汽车板的品种数量繁多。
随着世界汽车工业的发展,一批***的汽车公司在汽车板要求方面均形成自己的标准体系,这种标准体系的个性化要求给钢厂的生产和管理带来了难度。例如对推行TS/ISO16949而言,在一个质量体系内还有三大汽车公司各自的特殊要求,对零件进行分别认证。
此外,国内汽车车型主要以引进为主,所用钢板的标准基本上采用原引进国的标准和汽车公司的标准,不同车型上用钢板标准的个性化较突出。此外,汽车生产厂家车身制造工艺的不同也导致了钢板需求的个性化。
2 车型更新速度快,汽车板更新周期缩短
随着汽车市场竞争的加剧,汽车厂为了保持在市场竞争中的优势地位,不断推出采用新技术的新车型,如为了满足“减重节能”的要求采用***的高强度钢板等。新车型推出的加速,带动了汽车板更新换代的加速,从80年度以低碳铝***钢为主、90年度以IF钢为主、到目前已进入以镀锌钢板并向高强度为主的时代。为了适应汽车减重节能、安全和长寿等方面的要求,高强度、镀锌钢板将成为汽车板的发展方向。
3 钢板表面要求极高,生产难度大
为保证汽车车身表面的美观,汽车厂对钢板除了要求优良的表面形貌和光洁程度外,还要求良好的喷漆性能和对油漆涂镀层的附着性能。表面质量要求极高,要求表面无残碳、铁粉、划伤等缺陷。钢板表面无缺陷的控制是高等级汽车板生产中的关键技术之一。
4 汽车生产的流水线自动化,要求钢板质量具有高的稳定性
汽车厂大规模精益生产的前提是钢板质量(包括性能、尺寸公差和表面质量等)的稳定,稳定的钢板质量可以显著提高冲压生产效率,更可有效保证车身制造质量的稳定控制。如大众用各向同性钢的屈服强度范围只有40MPa、FIAT汽车要求一卷带钢的屈服强度波动小于20MPa、出口用烘烤硬化钢要求6个月不发生时效等。
