1、1、問題的提出一般來說，產(chǎn)品設計和工藝人員遇到下列情況時，都會涉及材料選用問題。a.設計新產(chǎn)品時，就要根據(jù)產(chǎn)品的技術經(jīng)濟指標、對零部件的作用、受力情況和工作條件以及工藝要求選用材料。b.改進產(chǎn)品或仿制產(chǎn)品時，可在原產(chǎn)品和仿制品的基礎上提出改進方案，根據(jù)改制和仿制的要求選用合適的材料。c.進口產(chǎn)品國產(chǎn)化時，要對其樣品進行技術分析和性能試驗，提出性能與之相當?shù)男虏牧?。d.改變工藝流程時，原材料難于適應而進行材料代用。在生產(chǎn)過程中，采用新材料、新工藝、新技術和節(jié)支降耗都涉及材料的變更問題。e.原材料供需發(fā)生問題時，為確保生產(chǎn)的順利進行，需要進行臨時的或長久的材料變更。因此，為產(chǎn)品合理選用材料，選擇適

2、用性的材料是保證產(chǎn)品使用性、工藝性、經(jīng)濟性的基礎。據(jù)德國統(tǒng)計局統(tǒng)計，生產(chǎn)1輛汽車的費用按比例分配為原材料占53%、制造占30%、設計開發(fā)占5%、其他占12%。由此可以看出，原材料的選擇直接決定了汽車性能和經(jīng)濟性。汽車生產(chǎn)中采用了大量的冷沖壓工藝，該工藝不僅生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且非常適合汽車工業(yè)多品種、大批量生產(chǎn)的需要。在中、重型汽車中，大部分覆蓋件如車身外板等，及一些承重和支撐件如車架、車廂等零部件都是沖壓件。用于冷沖壓的鋼材主要是鋼板和鋼帶，占整車鋼材消耗量的72.6%,冷沖壓材料與沖壓生產(chǎn)的關系十分密切，材料的好壞不僅決定產(chǎn)品的性能，更直接影響到?jīng)_壓工藝的過程設計，影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的

3、質(zhì)量、成本、使用壽命和生產(chǎn)組織，因此合理選用汽車沖壓件材料是一個重要而復雜的工作。在汽車沖壓件中，一部分沖壓件經(jīng)沖壓后直接成為汽車零部件，另一部分沖壓件經(jīng)沖壓后還需經(jīng)過焊接、或機械加工、或油漆等工藝加工后才能成為汽車零部件。因此，沖壓材料的選用既要符合產(chǎn)品使用性能的要求，也要滿足沖壓工藝要求及后續(xù)加工（如焊接、機械加工等）要求。通常在選擇沖壓材料時應遵循以下原則：a.所選材料首先應滿足零件的使用性能要求；b:所選材料要有較好的工藝性能；c.所選材料要有較好的經(jīng)濟性。下面從零件使用性能、不同加工工藝對汽車沖壓材料的要求來試論述沖壓件選材的原則及注意事項。2、汽車沖壓件的使用性能對沖壓材料性能的要

4、求所謂使用性能，是指機械零件在服役條件下所表現(xiàn)出來的力學性能、物理和化學性能。使用性能是選材時要考慮的最主要因素。不同的零件所要求的使用性能也不一樣，在選材時，首要的任務就是準確地判定零件所要求的主要使用性能。汽車沖壓件主要以車身覆蓋件、車架縱梁和橫梁、車廂、車輪及發(fā)動機用的覆蓋件為主,還有一些支撐件與連接件。每個具體的汽車零部件的使用和工作條件不同，承受的負荷不同，因此對用材的要求也有很大的差異。2.1汽車駕駛室零部件對材料性能的要求汽車駕駛室零部件大都是覆蓋件，外形復雜，成形復雜，但受力不大，采用模具成形工藝，材料的成形性能就成了主要矛盾，因此要求材料具有成形性、張緊剛性、延伸性、抗凹性、

5、耐腐性和焊接性等。產(chǎn)品設計時，通常根據(jù)板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。一般選用拉延性能優(yōu)良的低碳冷軋鋼板、超低碳冷軋鋼板。近幾年，成形性優(yōu)異、強度更高的含磷冷軋鋼板、高弓童度冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、超低碳鋼高強度冷軋鋼板以及其他種類鋼板如涂鍍層鋼板、拼焊鋼板和TRIP鋼板等，也被大量應用到車門外板、車門內(nèi)板、車門加強板、車頂蓋、行李箱蓋板和保險杠等汽車車身零件上。東風重型汽車車身目前常用的材料牌號及拉延級別如表1。凄1案鳳量烈先軍車身甯用的材用牌號及拉延駕別爨鼠tft)SPCEIHjijSll4(ZFffi),SH5,SFCEN-SD1DDQ2.2汽車車廂零件對

6、材料性能的要求汽車車廂零件形狀不太復雜，大都采用輻壓成形工藝，對材料的成形性、剛性、耐腐蝕性和焊接性都有一定的要求。一般選用成形性能和焊接性較好的高強度鋼板。通常，采用強度級別為300-600MPa高強度鋼板和超細晶粒鋼。東風重型汽車車廂常用的材料牌號及強度要求如表2抗拉強度/MPa)390410310襄2崇風型汽車車吃常用的材料牌號雙強度牌號QG42、SM41（底板、邊松）T52、的1。L.P510L,甲CK355、§P52橫梁）2.2.3汽車車架零件對材料性能的要求車架、車廂中板及一些用于支撐和連接的零部件，都是重要的承載件，大都采用模具成形工藝，要求材料有較高的強度和較好的塑性

7、，以及疲勞耐久性、碰撞能量吸收能力和焊接性等。一般選用成形性能較好的高強度鋼板、超細晶粒鋼板（強度級別在300-610MPa）和超高強度板（強度級別在610-1000MPa）。東風重型汽車車架及一些用于支撐和連接的零部件常用的材料牌號及強度要求如表3。表3車架用于支攆和詼整的零部件常用材料牌號及強度一號拉拉強度Q3s400（卷好）M3O0M70L.SAPH370.SPHD、2035d5（支撐件/區(qū)in和橫翔VSP521橫堡）、T52、B510L,F510L.WL51Ck若門A5iaL、INiiLWL590C橫梁、縱梁）一'JU3.3.1沖壓工藝對沖壓材料性能的要求沖壓工藝一般分為分離工

8、序和成形工序，按加工工序沖壓件大致可分為沖裁件、彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件。沖壓件的結構類型不同，對材料的力學性能要求是不同的，如表4。在選擇沖壓材料時，首先根據(jù)沖壓件類型和使用特點，來選擇具有不同力學性能的金屬材料，以達到既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能節(jié)約材料的目的。表4各類型沖壓件對材料的要求神壓件類別抗拉強度，嘏，伸長率/%硬度HRF5平板件的沖栽這80084-%整沖裁卜大國的（生2，）的直用彎曲W6104767546小或拉深和成形h以圈角羋徑（）作1&0白垂直于軋制方向彎曲或作90°早行于軋制方向彎曲圣&2013-27M-74珥說拉延成形k以斑角學徑價白）作任何

9、方向18r彎曲302M652/4深粒延成形工沏33-454的521.1.1 分離工序分離工序一般包括剪裁、落料、沖孔、切邊和整修等，主要以沖裁件為主，沖裁件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對材料沒有特別的要求。只是在采用抗拉強度大于600MPa以上時要考慮模具的強度。1.1.2 成形工序成形工藝主要以彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件為主。1.1.2.1 彎曲件對材料的要求彎曲件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對材料一般有兩個要求。材料抗拉強度小于600MPa時，可以垂直于軋制方向作180度彎曲或平行于軋制方向作90度彎曲;抗拉強度大于600MPa以上時，應盡可能采用垂直于軋制方向的壓彎

10、方式，避免出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。1.1.2.2 拉延件對材料的要求拉延件對材料的工藝性要求較高。一般汽車上使用的拉延件都是料厚在3.0mm以下的冷軋鋼板，要求材料不僅要有良好的成形性能，同時要有良好的抗凹能力、足夠的結構M格電強堂剛度及優(yōu)良的表面形貌，如表5.工工羞5觸鼻件時材料的塞*求百空構用奧星艮平均值/四蓄注逸相值ETGMPu高體長*值3?或如6毓涉件麻耶'趟mm部分件嬖求“丁震面無圖限強度是為第甯板止產(chǎn)生嗡普城"項強度現(xiàn)加更成解IE迎服費度fs&OM也伸長率&鼻30工1.1.2.3 成形件對材料的要求汽車上使用的成形件大都以拉延成形、彎曲成形和翻邊成形等復合工

11、藝為主。料厚為0.69.0mm,有冷軋鋼板和熱軋板，要求材料具有以下條件。a.要有適宜的屈服強度，低的屈服強度可以保證零件成形后的彈性回復小和零件形狀穩(wěn)定性，但對于汽車梁類零件需要采用高屈服強度的材料來保證零件有較高的安全預警性能。b.較好的伸長率（一般A20%）滿足順利成形的需要。c.低的屈強比（一般0.75）,有利于沖壓成形，減少材料的起皺趨勢，提高極限變形程度。3.2 焊接工藝對沖壓材料的要求金屬材料的焊接性主要決定于化學成分，也決定于焊接工藝條件及結構的剛性。不同的焊接工藝對材料的性能及焊接規(guī)范有不同的要求。因此，對于需要進行焊接加工的沖壓件選材時，應考慮材料的焊接性。表6列出了幾種鋼

12、材的焊接性及焊接規(guī)范。表6幾種病材的焊接性及埋接規(guī)范足種焊接性及焊掛超寬一；低而焊接性較好,除大摩審接件外；二般不需夏預熱中搬鋼及焊后熱處理。當圖旬4%聞.6%或報較厚時,需低合金鋼要適當預熱，預熱溫度為15卜3族毛高載鋼工具鋼模具鋼隨著含然量增tJL焊接性下降，停按時一般妾預熱,貨熱溫度為205450七。燥后短冷表7列出了主要因含碳量高厚接性能差,由于焊接時所用的岸材含合金元素多,故在焊接時，對經(jīng)熱處理的工件焊前要退火、預熱。焊接中要注意層間溫度控制,使工件始終保持預熱溫度，呼接一次完成,埠后立即回火金屬沖壓材料常用的焊接方法，供產(chǎn)品設計及工藝人員選擇時參考。表7主要金屬材同常用的理縫方注埋

13、我科on；飛特僅獷理情性w棒區(qū)護出甯期引用身«|圈fftttt罰忖“另用的中品工含日注性HKBtiE電渣町電子束用氣母氣質(zhì)”-JTAA78A44SAAA招煦也仔焯AUERHHHHRBB匚3.3 機械加工工藝對沖壓材料性能的要求汽車沖壓件中有少部分零件在沖壓成形以后還需要進行機械加工，如傳動軸上的儲油筒座、底盤.用的制動盤以及發(fā)動機上、用一些部件等，因此對這些零件選材時應考慮機械加工對材料的要求。表8列出了常用材料的加工性能。於¥常用材料的加工所就工加朋可繳各種材科的配工性防代表性的材料一匚很容物加工材料一靛稻色金屬鎂合金.始黃鋼、結吉蛔2易加1材料易切削銅易切削結陽銅、易切

14、不銹綱淅火或熱軋的30.35,肛45.50中fSM3較易切削鋼冷作硬化的20,25,15Mnt25Mjk3OMii4W4一般鋼帙材料冷作硬比削低碳鋼!J5跌索體不銹鋼及鐵定體的熱鈿5普通材料-較玳切削期熱軋高眠倒抬、70、75、熱軋低碳第2525馬氏體不怫詡1匚14、2Cr13正火或調(diào)質(zhì)的20。6難加工段推切削相熱軋低碳鋼。苫JOJ57用切削審超高嗤里惻3.4 涂漆工藝對沖壓材料的要求汽車的涂裝質(zhì)量直接影響到汽車的外觀質(zhì)量和汽車產(chǎn)品檔次的提升，汽車的涂裝質(zhì)量除了涂裝材料本身的影響外，鋼板的涂裝性能也是涂裝工藝不可忽視的因素。一般來說，影響鋼板涂裝性能的主要因素有鋼板表面狀態(tài)、鋼板清潔度和鋼板表面粗糙度。鋼板表面狀態(tài)和鋼板清潔度的好壞直接影響到油漆的附著力和油漆外觀質(zhì)量，而鋼板的表面粗糙度主要影響其面的鮮映性。一般的汽車沖壓件涂漆要求鋼板表面無明顯劃傷、凹坑、麻點等表面缺陷，通常要求采用03表面的鋼板；車身外表面件要求鋼板表面均勻，不允許有氣孔、凹坑、劃傷影響使用的缺陷，通常要求采用05表面的鋼板，同時要求表面粗糙度Ra0.5-1.2林m。4、結束語沖壓材料選擇的合理與否，直接影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和制造成本，還決定沖壓工藝過程及繼續(xù)加工的復雜程度，所以合理選材是十分重要的。通過對汽車沖壓