汽车冲压新技术..

TRIP钢
包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。 主要组织：铁素体、贝氏体和残余奥氏 体，其中残余奥氏体的含量在5%～15%， 强度：600～800MPa。 主要成分：C、Si和Mn，其中Si的主要作 用是抑制贝氏体转变时渗碳体的析出， 但对于钢板表面质量不利。
在日本，TRIP钢板已被用在概念车底盘 的约80种零件上，同传统钢板相比，用 这种钢板制造的零件重量减轻约12%。 TRIP钢具有高延伸率，同DP钢相比，起 始加工硬化指数小于DP钢，加工硬化指 数在很长的应变范围内仍保持较高，特 别适合胀形成形。
车用镁制件应用:仪表板衬底和横梁、 座椅架、方向盘柱、发动机缸盖、变速 器壳体、进气歧管等。
镁合金方向盘
镁合金汽车车轮，质量轻，性能好
轻金属材料--钛
钛的密度为4.5g/cm-3,质轻、强度高、 耐腐蚀性能非常好,但钛价格很贵。钛 应用于汽车,可起到减重、节能、减震、 降噪、减污、延寿、提高汽车安全性和 舒适度的综合作用。
复相CP钢
主要组织：同TRIP钢的组织类似，只是 CP钢中含有马氏体而非残余奥氏体。 强化机理：通过马氏体和贝氏体以及析 出强化的复合作用。 CP钢的强度可达800～1000MPa，特别适 合于车门防撞杆、保险杠和B立柱等安全 零件。
马氏体(M来自百度文库钢
通过高温奥氏体组织快速淬火转变为板 条马氏体组织，可通过热轧、冷轧连续 退火或成型后热处理而生产的，是目前 商业化高强度钢板中强度级别最高的钢 种。 主要用途：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。
MnB钢或热成形钢
主要元素：Mn和B等元素，具有非常好 的淬透性。 热成形过程：包括将毛坯件加热奥氏 体化，然后在红热状态将钢板冲压成形， 然后利用模具的冷却能力将零件淬硬成 马氏体。整个成形过程大约需要15～ 25s。
耐腐蚀钢板
主要目的：增强普通钢板冲压件的抗腐 蚀能力。 主要分类：一类是加入新元素的耐腐 蚀钢板，如耐大气腐蚀钢板等。
目前，该车已完成设计进入试制阶段， 预计11月底下线试运行。 该车采用高强度钢制作，设计容积 39.8m3，载重50吨，与相同载重的普通 车型比较，自重轻1吨左右，能够与所有 品牌重型卡车底盘匹配，计重收费优势 凸现。预测市场前景看好，将提升公司 市场竞争力。
4. 常用钢种简介
热轧低合金高强度钢（HSLA）薄钢板 应用部位：卡车的底盘部分，也用于大 客车的车轮，轮毂等部件 屈服强度：350MPa到550MPa之间 组织结构：具有铁素体加少量珠光体组 织。
新马自达2的车身结构中使用了440， 590，780和980Mpa级别的高强度钢板 和超高强度
2. 高强度钢板在车体框架上的应用
随着正面撞击、侧面撞击的撞击安全性标 准的提高，结构件、加强件等主要使用 590MPa级高强度钢板，也有厂家使用 780MPa级、980MPa级高强度钢板。
前防撞梁外板
特高强度钢的主要应用为卡车底盘、 各种专用车、移动式起重机和建筑工程 机械。特高强度钢的应用主要是为了减 轻重量和提高有效负载能力,同时由于 良好的冷成形性使产品的生产成本降低。
超高强钢焊接抗扭结构，主臂的侧向 刚度更好
轻金属材料--铝
铝及铝合金的密度大致约为钢的1/3。 铝合金具有重量轻、加工性能良好、抗 腐蚀性好、吸振性强等优点,应用于汽 车制造对汽车轻量化有十分显著的效果。
文献综述
汽车车身冲压成形技术是汽车制造技术的 重要组成部分，以致有些国际同行认为汽 车技术的竞争实质上是冲压成形技术及其 相应的焊装技术的竞争。虽然上述观点不 一定准确，但说明冲压成形技术在汽车制 造中的重要地位。
众所周知，汽车车身的金属件几乎 100%为冲压件，而且汽车车身的更新 换代远比底盘和发动机的更新换代快。 这就决定了冲压成形技术在汽车产品 的开发中不仅影响制造周期，还直接 影响成本和产品品质，因而影响产品 的综合竞争力。
第一节 冲压原材料研究的最新进展
新型冲压用板材包括： 高强度钢板； 耐腐蚀钢板； 双相钢板； 涂层板及复合板材。
高强度钢板
定义：指对普通钢板加以强化处理而得 到的钢板。 强化原理：固溶强化、析出强化、细 晶强化、组织强化(相变强化及复合组 织强化)、时效强化及加工强化等。其 中，前5种是通过添加合金成分和热处 理工艺来控制板材性质的。
我国研制的耐大气腐蚀钢板中，有 10CuPCrNi（冷轧）和9CuPCrNi（热 轧），其耐蚀性是普通碳素钢板的3～ 5倍；第二类是在表面涂或镀一层防腐 材料，也为涂层板的一种。
目前，全球最大的钢铁公司Acelor开 发了热冲压成形钢板USIBOR1500， 其化学成分如表1所示。该钢板为镀锌 板，镀层质量为120～160g/m2。淬火 后力学特性明显，强度值可达到 1600MPa。
有些厂家甚至采用将390MPa、440MPa级 高强度钢板冲压成形后，对强化部分进 行高频加热和淬火，以使部件局部抗拉 强度达到1200MPa，并在冲压加热钢板的 同时进行冷却，以使部件整体抗拉强度 达到1470MPa的方法。
欧洲流行的高强钢U形车厢结构
此外，还有采用激光拼焊方法，将不同 厚度、不同材质钢板拼合起来，使材料 配置适用于所要求材质和使用部位。
最近，开发出690MPa级卡车大梁用钢， 它利用了在由热带轧机直接轧出的贝氏 体钢中所有的强化机理。
DP钢板
主要组织：铁素体和马氏体，其中马氏 体的含量在5%～20%。 强度：500～1200MPa。 特征：DP钢具有低屈强比、高的加工硬 化指数、高烘烤硬化性能、没有屈服延 伸和室温时效等特点.
南车眉山车辆有限公司同升专用汽车
08年，在继具备自主知识产权的“轻量 化半挂车”推向市场后，再度推出高强 度钢“轻量化散装水泥罐车”。“5.12” 灾后重建，四川水泥需求量陡增至3.7亿 吨，需新增车辆约4000台（每台1年运能 2.5万吨，3年运完），针对这一市场需 求，专汽公司在经过充分的市场论证后， 提出了散装水泥罐车研发思路，得到有 限公司的大力支持。
高强度钢板的高强度涵义
a. 屈服强度、抗拉强度高，在2703l0MPa范围之内。用于汽车零件的高强 度钢板，其抗拉强度可以达到600800MPa，而相应的普通冷轧软钢板的抗 拉强度只有300MPa； b.高强度钢板的应用，能减轻冲压件 的重量，节省能源和降低冲压产品成本。
在日本，抗拉强度不小于490MPa的热 轧带钢和抗拉强度不小于340MPa的冷轧 钢带被称为高强度钢。
发动机用铝合金支架
铝合金轮毂
轻金属材料--镁
镁合金的主要优点是比强度和比刚度高。 镁的密度仅为铝的2/3,采用镁制造汽车 零件的轻量化效果更胜于铝。不仅如此, 由于镁熔点低,回收再利用的耗能也更 少。镁合金零件的尺寸稳定性好,对振 动的阻尼性能优于铝和钢。
在20世纪50年代至60年代,由于镁合金 的价格不高,德国大众公司的甲壳虫汽 车大量使用镁合金作为结构零件。近年 来,开发出了高纯度耐腐蚀镁合金AZ91D、 AZ91E和高延展性镁合金AM20、AM50等, 性价比有了很大提高。
主要用途：汽车发动机中,如气门、气 门座、气门弹簧、摇臂、连杆、离合器 板以及其它如转向齿轮、车轮、紧固件 必须耐腐蚀、耐损伤的车底覆盖件、侧 视镜架等也可以用钛合金制作。 应用现状：由于钛的价格极贵,一般汽 车上使用较少,主要用于赛车上。
高强度钢板可以减轻零件质量，提高 整车碰撞的安全性，提高零件的外观质 量和抗凹性，因此近年来在车身生产中 得到了越来越多的应用。
1.高强度钢在汽车面板上的应用
车顶、车门、等部件要求具有变形刚度 和抗凹陷性，主要使用抗拉强度为340～ 390MPa的烘烤硬化钢板(BH钢板)。 BH钢板的屈服强度在烘烤涂漆时升高， 可在不损失成形性的前提下，提高抗凹 陷性，减薄钢板。现在，有的车型已使 用440MPa级BH型高强度钢板。
特高强度钢-瑞典钢板公司生产
特高强度Domex特高强度冷成形钢是在用 计算机严格控制的现代化工厂中生产。 在低碳和一定锰含量的条件下,加入微量 合金元素如铌、钛等细化晶粒,以及超纯 净钢水提供的良好冶金条件,决定了钢的 最终性能。
与普通高强度热轧冷成形钢比,Domex高 强度钢具有更高的铌,钛及钒等微合金 化元素。另外,通过精确控制的加热、 轧制、冷却等步骤组成的热机械轧制工 艺过程是获得高性能的关键因素。 Domex系列冷成形钢具有在高强度条件 下良好的可成形性,可焊性和高冲击强 度。
5. 展望
目前只有少数国际先进钢铁企业能生产 的960兆帕特高强度热轧工程机械用钢 在宝钢研制成功，填补了国内空白。
中国宝钢集团亦开发了热冲压用硼钢板。 其硬度为450～500HV，强度达到1300～ 1500 MPa，无镀层。 德国蒂森克虏伯开发了锰硼合金钢， 其热冲压淬火后最高强度可达1600MPa。
用材已从传统的440MPa级热轧板发展到 780MPa，最大减重达30%。近年来，高强 度钢板在底盘上的使用比例正在急剧增 加。今后，高强度钢板的使用比例及更 高强度钢板的应用有望进一步提高。
采用高强钢制造的汽车底盘
举例：同升专用汽车公司
为了从根本上摆脱对底盘厂商的过度依 附，最终达到底盘厂商对自己的依附， 依托有限公司，将铁路货车新材料、新 工艺等专有技术平移到专用汽车产品上， 努力走自主创新的道路。
目前,在汽车上使用的铝质零件除传统 的车轮盖、空调系统、保险杠、座椅、 换热器、油管外,高强度铝合金还广泛 应用于汽车的连杆、摇臂、凸轮座等零 件。由于铝及其合金的原材料价格比钢 高得多,制约了其在汽车上更大范围内 的应用。
轻质铝板可用于车身和底盘的许多零部 件,关键是改进工艺、降低制造成本。 日本于1985年开始采用铝合金板材生产 汽车覆盖件,应用的零件主要是发动机 罩(内板和外板)、前挡泥板及顶蓬窗盖 板等,并且对车身整体进行轻量化设计, 大量采用不等厚的拼焊高强度钢板和深 冲钢板,结合激光焊接装配技术,使车身 重量减轻25%以上。
Octavia明锐全车大量采用了激光拼焊
尽管拼焊材料在使用初期以提高材料利 用率为目的，仅用于小型部件上，但最 近已将拼焊材料扩大应用于车身侧板和 车箱底板等大型部件。 拼焊板主要采用400～590MPa级高强度钢 板，也有使用780MPa级和980MPa级高强 度钢板的情况。
3. 高强度钢板在汽车底盘上的应用
在涂层板中，各种涂覆有机膜层的板 材具有更好的防腐蚀、防表面损伤的性 能，因此正被大量用作各类结构件。
彩色涂层板具有优异的装饰性、成形 性、抗腐蚀性
复合板材
涂覆塑料的钢板是一种复合板；不同金 属板叠合在一起（如冷轧叠合等）也是 一种复合板，或叫叠合复合板。这类复 合板材破裂时的变形比单体材料破裂时 的变形要大，其基本材料特性值(比如n 值)变大。
日本某公司实际测定该钢的特征值如表 2所示。该钢板可保持良好的韧性，冲 击韧度达到800 J/cm2，低温脆性也较 好。焊接性能较好。采用此种钢板生产 的汽车零件可以使同等强度、刚度的零 件减重50%以上。
涂层板
在耐腐蚀钢板中，镀覆金属层的钢板属 于一种涂层板。因为传统的镀锡板、镀 锌板等已不能适应汽车工业、电器工业、 农用机械及建筑工业的需要，因此新品 种的镀层钢板不断被开发出来。
一般用于需高强度、高抗碰撞吸收能且 也有一定成形要求的汽车零件，如车轮、 保险杠、悬挂系统及其加强件等。
DP钢板优点
①屈服点低，抗拉强度高，屈强比低； ②无屈服点伸长或是屈服伸长，应力应 变曲线平滑； ③伸长率高； ④初始加工硬化率高，加工强化性能好； ⑤抗疲劳性能好。所以DP钢特别适合冲 压翻边性能良好的部件，一直被汽车界 所关注，有可能成为汽车首选的冷轧高 强度钢板。
汽车冲压新技术
报告内容
第一节 冲压原材料研究的最新进 展(高强度钢和超高强度钢板以及轻 质金属材料等的使用)
第二节 冲压技术发展的新动向(内 高压成形技术与热冲压成形等)
第三节 模具的发展新动向(产品专业 化、制造数字化与模具设计的专门化) 第四节 冲压设备的发展新动向(大型 多工位压力机与柔性生产化)