對(duì)汽車(chē)用鋼板的介紹

對(duì)汽車(chē)用鋼板的介紹

對(duì)汽車(chē)用鋼板的介紹

     就像我們大家都了解的那樣，汽車(chē)車(chē)身外殼絕大部分是金屬材料，主要用的是鋼板。那現(xiàn)代汽車(chē)的鋼板用什么方式防銹？為什么有些轎車(chē)聲稱(chēng)車(chē)身防銹蝕年限達(dá)10年以上？我們就這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行一下小小的解釋。
    
     鍍鋅薄鋼板廣泛應(yīng)用在汽車(chē)上，這是因?yàn)樗�有良好的抗腐蝕能力。早年人們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)，將鐵和鋅放人鹽水中，二者無(wú)任何導(dǎo)線聯(lián)結(jié)時(shí)，鐵和鋅都會(huì)生銹，鐵生紅銹，鋅生“白銹”；若在二者間用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來(lái)，則鐵不會(huì)生銹而鋅生“白銹”，這樣鋅就保護(hù)了鐵，這種現(xiàn)象叫犧牲陽(yáng)極保護(hù)。工程師正是將這種現(xiàn)象運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)了鍍鋅鋼板。經(jīng)研究，在鍍鋅量350克／平方米（單面）時(shí)，鍍鋅鋼板在屋外的壽命（生紅銹），田園地帶約為15一18年，工業(yè)地帶大約3一5年，這比普通鋼板長(zhǎng)幾倍甚至十幾倍。
    
     從20世紀(jì)70年代開(kāi)始轎車(chē)車(chē)身鋼板采用鍍鋅薄鋼板，裝配時(shí)鍍鋅面置于汽車(chē)內(nèi)側(cè)，提高車(chē)身耐蝕性能，非鍍鋅面置于汽車(chē)外側(cè)，噴涂油漆。隨著汽車(chē)對(duì)耐腐蝕性能的要求不斷提高，鍍鋅鋼板不斷增加鍍鋅層重量，還出現(xiàn)了雙層鍍鋅鋼板。但由于增加鍍鋅重量也會(huì)使電鍍鋅的電能消耗大幅增加，導(dǎo)致材料成本的上升，因此20世紀(jì)70年代末又出現(xiàn)一種采用熱浸鍍鋅工藝生產(chǎn)的鍍鋅鋼板，稱(chēng)為熱鍍鋅鋼板。這種鍍鋅鋼板用連續(xù)熱鍍鋅工藝：冷軋板（注*）→加熱→冷卻至鍍鋅溫度→鍍鋅→冷卻→矯直。為了滿足汽車(chē)對(duì)鍍鋅鋼板的各種要求，一些生產(chǎn)廠家在鍍鋅生產(chǎn)線上對(duì)鍍鋅鋼板進(jìn)行擴(kuò)散退火等特殊處理，以使鋼板表面形成一種“鋅－鐵”合金鍍層，其特點(diǎn)是涂漆后的焊接性和耐腐蝕性比純鋅鍍層板要好。以后還出現(xiàn)了諸如“鋅－鋁－硅”、“鋅－鋁－錸”等合金化熱鍍鋅鋼板，使得熱鍍鋅鋼板的耐腐蝕性成倍提高，與油漆間的結(jié)合性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
   
     目前轎車(chē)已經(jīng)廣泛使用鍍鋅鋼板，采用的鍍鋅鋼板厚度從0.5至3.0毫米，其中車(chē)身復(fù)蓋件多用0.6至0.8毫米的鍍鋅鋼板。德國(guó)奧迪轎車(chē)的車(chē)身部件絕大部分采用鍍鋅鋼板（部分用鋁合金板），美國(guó)別克轎車(chē)采用的鋼板80%以上是雙面熱鍍鋅鋼板，上海帕薩特車(chē)身的外復(fù)蓋件采用電鍍鋅工藝，內(nèi)復(fù)蓋件內(nèi)部采用熱鍍鋅工藝，可以使車(chē)身防銹蝕保質(zhì)期長(zhǎng)達(dá)11年。
   
     材料是影響汽車(chē)質(zhì)量的重要因素。在現(xiàn)代汽車(chē)中，車(chē)身材料占全車(chē)材料的很大部分。為了提高汽車(chē)行駛的經(jīng)濟(jì)性，減輕汽車(chē)重量是世界各大車(chē)廠的目標(biāo)，近年來(lái)汽車(chē)上越來(lái)越多使用了鋁或塑料等非鋼鐵材料做車(chē)身部件，例如奧迪A2全鋁制車(chē)身，日產(chǎn)SUV“奇駿”用塑料做前翼子板，更多的乘用車(chē)保險(xiǎn)杠用塑料制成。在日益廣泛使用非鋼鐵材料做車(chē)身部件的形勢(shì)下，高度依賴汽車(chē)制造業(yè)的鋼鐵企業(yè)將面臨直接的威脅。因此，研制和發(fā)展輕質(zhì)、高強(qiáng)度的汽車(chē)鋼板成為多年來(lái)鋼鐵企業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。
     
     目前汽車(chē)生產(chǎn)中，使用得最多的是普通低碳鋼板。低碳鋼板具有很好的塑性加工性能，強(qiáng)度和剛度也能滿足汽車(chē)車(chē)身的要求，同時(shí)能滿足車(chē)身拼焊的要求，因此在汽車(chē)車(chē)身上應(yīng)用很廣。為了滿足汽車(chē)制造業(yè)追求輕量化的要求，鋼鐵企業(yè)推出高強(qiáng)度汽車(chē)鋼材系列鋼板。這種高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼板的基礎(chǔ)上采用強(qiáng)化方法得到的，抗拉強(qiáng)度得到大幅增強(qiáng)。利用高強(qiáng)度特性，可以在厚度減薄的情況下依然保持汽車(chē)車(chē)身的機(jī)械性能要求，從而減輕了汽車(chē)重量。例如BH鋼板是在低強(qiáng)度的條件下，經(jīng)過(guò)沖壓成形之后，進(jìn)行烤漆加工熱處理，以提高其抗拉強(qiáng)度。對(duì)比之下，以往生產(chǎn)的強(qiáng)度在440MPa的鋼板，在采用這種加工技術(shù)以后強(qiáng)度可增加到500MPa。

     原來(lái)用厚度1毫米鋼板做側(cè)面板，用高強(qiáng)度鋼板只需厚度0.8毫米。采用高強(qiáng)度鋼板還可以有效地提高汽車(chē)車(chē)身的抗沖擊性能，防止在行駛中由于路面的砂石飛濺碰撞產(chǎn)生凹痕，延長(zhǎng)了汽車(chē)的使用壽命。
   
     車(chē)用高強(qiáng)度鋼板應(yīng)具有高強(qiáng)度和延塑性好的特點(diǎn)。目前高強(qiáng)度鋼有BH鋼（烤漆硬化鋼板）、雙相DP鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP）、微合金M鋼、高強(qiáng)度無(wú)間隙固熔IF鋼等。它們一般用于需高強(qiáng)度、高抗碰撞吸收能、成形要求嚴(yán)格的零件，例如輪圈、加強(qiáng)構(gòu)件、保險(xiǎn)杠、防撞杠，隨著性能及成型技術(shù)的進(jìn)步，高強(qiáng)度鋼板被用于汽車(chē)的內(nèi)外板件，例如車(chē)頂板、車(chē)門(mén)內(nèi)外板、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、行李艙蓋等上。現(xiàn)在許多中高檔轎車(chē)都采用高強(qiáng)度鋼板。

     高強(qiáng)度鋼板的發(fā)展與應(yīng)用跟成型、涂裝和焊接等有關(guān)技術(shù)是密切相關(guān)。沖壓成型是汽車(chē)制造中最主要的成形方式，車(chē)身構(gòu)件、門(mén)板、翼子板等等都是通過(guò)沖壓成型制造出來(lái)，有些構(gòu)件具有相當(dāng)復(fù)雜的形狀。例如高強(qiáng)度無(wú)間隙固熔IF鋼具有極為良好的深沖和拉延能力，用來(lái)沖壓制造各種復(fù)雜形狀的汽車(chē)沖壓件，它內(nèi)部的鐵素體不存在任何間隙固熔的碳和氮原子，這樣鋼材在冷軋和連續(xù)退火后可獲得低屈強(qiáng)比和高延伸率，也就是說(shuō)有極高的“韌性”，不會(huì)輕易斷裂，能夠承受各種模具的沖壓變形。
    
     高強(qiáng)度鋼板經(jīng)過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家20多年的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，大都巳有標(biāo)準(zhǔn)化和常規(guī)生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，并廣泛用于許多汽車(chē)的構(gòu)件制作中。日本汽車(chē)高強(qiáng)度鋼板的平均使用率在1993年為25％，2000年為36％。美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)AISI組織世界13家鋼鐵公司研究開(kāi)發(fā)“超輕車(chē)身研究”（ULSAB），于1998年3月在美國(guó)密執(zhí)安展出了高強(qiáng)度鋼車(chē)身，車(chē)身使用的高強(qiáng)度鋼大約為86％，其平均重量比普通鋼結(jié)構(gòu)車(chē)身減輕了25％，這對(duì)汽車(chē)制造廠家很有吸引力。1999年1月，全世界34家大鋼鐵企業(yè)又共同出資啟動(dòng)了高強(qiáng)度鋼車(chē)身的研發(fā)項(xiàng)目ULSAB-AVC，通過(guò)使用高質(zhì)量鋼材和新制造技術(shù)，減輕汽車(chē)重量，提高經(jīng)濟(jì)性，以滿足2004年更為嚴(yán)格的碰撞標(biāo)準(zhǔn)和2005年實(shí)施的歐洲Ⅳ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。

     從這里可以看出，發(fā)展車(chē)用高強(qiáng)度鋼板巳經(jīng)不是單純車(chē)身材料更新的問(wèn)題，它還涉及到能否令汽車(chē)達(dá)到新的環(huán)保和安全標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。
    
     近年流行一種“拼焊”技術(shù)，就是將不同厚度和不同性能的鋼板剪裁后拼焊起來(lái)的一種鋼板，這種拼焊鋼板可以沖壓加工。采用拼焊鋼板可以按照汽車(chē)的不同部位對(duì)應(yīng)于不同的板材，更好地發(fā)揮其作用，例如在負(fù)荷大的地方采用較厚的高強(qiáng)度鋼板，而在其他部位則使用較薄的高強(qiáng)度鋼板。拼焊鋼板的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能和減輕了重量。汽車(chē)構(gòu)件上采用 “拼焊”的部件常有側(cè)面框架、車(chē)門(mén)內(nèi)板、車(chē)身底板、側(cè)面橫檔、檔風(fēng)玻璃窗框、中立柱等。因此，對(duì)高強(qiáng)度鋼板的焊接也有高要求。
   
     涂裝是汽車(chē)制造過(guò)程中的重要工序，包括鍍鋅鋼板。目前中高檔轎車(chē)白車(chē)身一般使用鍍鋅板，鍍鋅板能夠保證汽車(chē)車(chē)身使用10年不會(huì)腐銹。但是鋼廠生產(chǎn)的汽車(chē)鋼板在軋制過(guò)程中的表面粗糙度和清潔度將直接影響到鍍鋅的鋅層附著力。同時(shí)，鋼板的板厚精度控制也將影響現(xiàn)代化汽車(chē)生產(chǎn)線的工作準(zhǔn)確性，因?yàn)楝F(xiàn)代化的汽車(chē)生產(chǎn)線是用機(jī)器人點(diǎn)焊，板厚誤差大將導(dǎo)致虛焊。所以，現(xiàn)代化的汽車(chē)制造對(duì)鋼板的要求是十分嚴(yán)格的，例如對(duì)寬1.5米長(zhǎng)3000米的厚0.8毫米鋼板，厚度公差不能超出20微米。
   
    注：汽車(chē)車(chē)廂蒙皮板、車(chē)門(mén)、頂蓋、底板等復(fù)蓋件用薄鋼板均是冷軋板，大梁、橫粱、保險(xiǎn)桿等均是熱軋鋼。