冷轧汽车板基本知识(讲课用).

冷轧汽车板基本知识

0前言

自从19世纪80年代第一辆汽车问世以来，汽车工业对其使用板材的品种、表面质量、机械性能、耐腐蚀性等各项要求在不断提高和完善。特别是现在，随着能源、安全和环保等要求的日益增高，对汽车板的发展和应用也提出了更高的需求和挑战。本文试就汽车用板中使用量最大的冷轧板发展和具体应用进行概述。

1 冷轧汽车板的质量要求

通常汽车工业对所使用的冷轧钢板有如下要求：

1）优良的成形性能，即：高的塑性应变比r值，高的均匀伸长率δu，高的总伸长率δt，低的屈服强度σs，低的时效指数AI和低的屈服伸长，以用于冲制复杂的汽车覆盖件。

2）优良的抗凹陷能力和足够的结构刚度，以避免在制造和使用中产生凹陷，特别是能在突发的冲撞事故中能最大限度地吸收能量，保护乘员的安全。

3）良好的焊接性能，保证零件有效的连接及焊点和焊点周边区域的强度和性能不发生大的变化。

4）优良的表面形貌和光洁程度，良好的喷涂性能和对油漆涂镀层的附着性能，以求表面美观。

5）高的耐蚀性能。

6）良好的板形和板面平直度，严格的尺寸精度和性能均匀性。

7）良好的吸声减振性，应用于部分零件，以减少汽车在行驶中的雷鸣效应。

由于冷轧汽车板的这些特殊质量要求，其生产工艺复杂、难度大，因此汽车板的生产厂家在实际生产中均采用了一贯制原则，即对冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火及涂镀等涉及的各道工序进行统一的生产计划和管理。

2 冷轧汽车板的发展

2．1冷轧汽车板向超深冲方向发展

一般将汽车用冲压钢分为三代产品，沸腾钢为第一代，产生和广泛应用于20世纪50~60年代；铝镇静钢为第二代，产生和广泛应用于60~80年代；无间隙原子钢（IF钢）为第三代，产生和广泛应用于80年代以后。三代冲压用钢性能比较如表1所示。

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沸腾钢180~190 290~310 14~48 1.0~1.2 约0.22

铝镇静钢160~180 290~300 44~50 1.4~1.8 约0.22

IF钢100~150 250~300 45~55 1.8~2.8 0.23~0.28 无间隙原子钢（IF钢）是深冲性最好的冲压用钢，也是今后深冲钢发展的方向。目前主要用于汽车超深冲级（EDDQ）和特超深冲级（S-EDDQ）冲压件（轿车覆盖件）的生产。在国外，尤其日本、韩国已大量使用IF钢替代低碳铝镇静钢用于汽车制造业。从1986年到1990年，全世界IF钢的产量增长5倍，达到700万t，其中日本和德国发展最快，日本从1986年到1989年产量增长了11倍。1997年仅日本IF钢的年产量就超过1000万t。我国研制IF钢始于1989年，1995年宝钢IF 钢产量为6万多吨，2002年宝钢的IF钢冶炼量超过100万t，实现了规模突破。以IF钢为基础发展起来的深冲热镀锌IF钢板、深冲高强度烘烤硬化板等系列，已形成了第三代汽车冲压钢板。IF钢的生产已经成为一个国家汽车钢板的标志，降低生产成本并进一步提高产品等级是目前

IF钢生产和研究方向。

2．2冷轧汽车板向超高强度方向发展

为了满足汽车“减重节能”的需要，汽车零部件越来越多地使用高强度钢板制造。冷轧汽车板的应用比例在日益增加，强度级别也在逐渐提高。日本、美国、欧洲各汽车制造厂所使用的高强度钢板的等级不尽相同，但总的趋势是汽车用钢板，尤其是汽车加强件用板的强度等级在进一步提高。美国和欧洲高强度钢板的使用量在增加，强度等级使用到440MPa等级，更高等级正在开发中。日本高强度钢板使用量增加最快，7年前在轿车上使用高强度钢板的比率已达到30~40%，在卡车上使用的比率为5%~10%。强度等级也最高，用作汽车门的加强板和保险杠甚至使用980MPa级以上的超高强度钢板，个别厂家己能生产1470MPa 级超高强钢板。超高强钢板的厚度较厚、宽度较窄，在汽车上用量较少，但有一定的发展前景，反映了一个国家的钢铁生产技术水平。随着对高强度与成形性的矛盾、带厚减薄与抗腐蚀性的矛盾、焊接性能以及擦伤、磨损、碎裂、疲劳等各方面的问题的逐步解决，冷轧高强度钢板的应用将越来越广泛。

2．3冷轧汽车板向涂镀层方向发展

随着对汽车寿命和耐蚀性要求的不断提高，镀层钢板在汽车中的使用比例逐年增多。热镀锌较电镀锌钢板增长更快，原因是热镀锌钢板的成本较电镀锌低，而且近年来由于带钢热镀锌技术不断取得实质进展，热镀锌带钢的表面质量不断提高，已逐步接近电镀锌产品表面质量并部分替代电镀锌产品用于汽车外覆件，在汽车板方面，热镀锌取代电镀锌的趋势日益明显。随着我国汽车工业的发展，尤其是汽车档次的提高及

镀层板性能的改善，镀层板用量会迅速增加，表面处理钢板会大力发展，而高强钢表面处理钢板，集高强度和优良耐蚀性等优点于一身，必然成为汽车用钢板发展的重中之重。

2．4冷轧汽车板向特殊板方向发展

减振钢板由美国发明于20世纪70年代，80年代开始进入实用化研究，近年来日本在减振钢板的研究和生产方面已经规范化。我国在减振钢板的研制开发及应用方面，近几年也得到迅速发展，目前宝钢自己开发设计的减振钢板生产线已达到规模生产，并且其产品已成功地应用于汽车领域。

汽车工业对钢板表面质量要求日益增高，目前在轿车生产中，所使用的表面无缺陷O5级板用量占到了其冷板使用总量的30％以上。如何改进生产技术装备和工艺，以满足生产高表面质量冷轧板的要求，是冷轧板生产企业今后生产研究的一个重要课题。

3 冷轧汽车板的主要品种

为实现汽车减重节能、防腐、防污染、防噪声、安全舒适等目标，逐步形成了具有不同特点的冷轧汽车板品种系列，其中主要有：以提高成形性能为目标的深冲钢板系列；以减振节能为目标的高强度钢板系列；以提高汽车防腐能力为目标的表面处理钢板系列；以发展高性能汽车为目标的特殊钢板等。

3．1深冲钢板

冷轧板按冲压级别分为：商用级（CQ）、普通冲压级（DQ）、深冲压级（DDQ）、超深冲压级（EDDQ）和特超深冲压级（S-EDDQ）。在轿车用板中，约72％以上的冷轧板要求达到DQ级及其以上深冲性能，