汽車(chē)板生產(chǎn)工藝陳禮清東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2008年6月主要內(nèi)容第一部分汽車(chē)板簡(jiǎn)介第二部分冷軋汽車(chē)板生產(chǎn)第三部分熱軋汽車(chē)板生產(chǎn)第一部分汽車(chē)板簡(jiǎn)介第一講第一章

汽車(chē)的發(fā)展與汽車(chē)板第二章

汽車(chē)板的質(zhì)量品種要求第三章

汽車(chē)板的分類(lèi)和牌號(hào)第四章

現(xiàn)代板帶生產(chǎn)的冶金流程簡(jiǎn)介1.1汽車(chē)構(gòu)成第一章汽車(chē)板的發(fā)展與汽車(chē)板3

reasons

for

the

use

ofhigh-strength

steels:safe

weight

by

thinner

sheetsImprove

safety

in

case

of

crashSafe

money

coMPared

to

Al

,Mgand

plastic

solutionsIn

general

engineers

look

for

the

balance

of

strength

and

formability

and

may

not

forget

processability汽車(chē)中高強(qiáng)鋼板的使用情況Source:

Nippon

Steel

News,

No.304,

June

2003ULSAB-AVC車(chē)身構(gòu)造(圖中的數(shù)字為抗拉強(qiáng)度/MPa)一般鋼材及不銹鋼高強(qiáng)度鋼鑄鐵鋁塑料玻璃39.216.8106122.91.2構(gòu)成汽車(chē)的原材料美國(guó)汽車(chē)材料重量組成(%)原材料制造設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)其它5330512汽車(chē)的費(fèi)用組成(%)(數(shù)據(jù)來(lái)源:德國(guó)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局)數(shù)據(jù)來(lái)源：上?？茖W(xué)技術(shù)情報(bào)研究所整理鋼鐵材料約占70%，鋼鐵材料中的薄鋼板用量最大。221(30%)41(6%)114(15%)29(3%)0.3(0.04%)336(45%)4(0.5%)車(chē)各種鋼板用量(kg)單車(chē)用料種類(lèi)典型轎車(chē)單車(chē)用鋼板量直方圖(百分?jǐn)?shù)指各用料占全部用料量的比例)34(6%)18(3%)190(31%)42(7%)82(14%)236(39%)5(0.8%)車(chē)涉及零件數(shù)(件)單車(chē)用料種類(lèi)典型轎車(chē)單車(chē)涉及零件數(shù)目直方圖汽車(chē)車(chē)體重量的變化（模式圖）車(chē)體重量新日鐵高強(qiáng)鋼產(chǎn)量的變化新日鐵汽車(chē)用HSS日本客車(chē)各種配件的最大抗拉強(qiáng)度A,B,…G汽車(chē)廠高強(qiáng)度鋼板在車(chē)體上的應(yīng)用率/%高強(qiáng)度鋼板在新型轎車(chē)車(chē)體部件上的應(yīng)用率/%日本高強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度和種類(lèi)現(xiàn)狀新日鐵亞洲地區(qū)汽車(chē)用鋼板最具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，同時(shí)該公司生產(chǎn)的汽車(chē)用鍍鋅板和高性能車(chē)用鋼材，技術(shù)在世界上居第一位。新日鐵汽車(chē)鋼材最突出的特點(diǎn)為：實(shí)行產(chǎn)品差別化戰(zhàn)略，即避免與其它鋼鐵同行生產(chǎn)雷同產(chǎn)品，堅(jiān)持開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)其它廠無(wú)法生產(chǎn)或產(chǎn)量較少的特殊及高檔產(chǎn)品。為此，新日鐵開(kāi)發(fā)研究中心于2001年初與歐洲阿賽里斯鋼廠合作，共同構(gòu)起合作研究開(kāi)發(fā)體系。國(guó)外著名企業(yè)汽車(chē)板生產(chǎn)概況汽車(chē)板分類(lèi)牌號(hào)特性主要用途超深沖熱軋板卷NSHX-1與過(guò)去深沖板相比，加工性更好，適合做難加工件汽車(chē)壓縮機(jī)殼NSHX-2沖壓加工高強(qiáng)度熱軋板卷SANH490,

SANH540,SANH590從一般加工到?jīng)_壓，加工范圍廣汽車(chē)輪輞低屈強(qiáng)比的高強(qiáng)度熱軋板卷SAFH540D,SAFH590D低的屈強(qiáng)比適合沖壓加工，而且有較高的疲勞強(qiáng)度汽車(chē)輪輻板高翻邊性熱軋鋼板SANH370B-SANH590B從一般加工到?jīng)_壓，加工范圍廣懸掛裝置、懸臂高品殘種余奧開(kāi)氏體發(fā)熱情軋高張力鋼板況SAFH590E,

SAFH690ESAFH780E性能超出了以往汽車(chē)用熱軋高張力鋼板，而且具有與冷軋高張力鋼板類(lèi)似的加工性和強(qiáng)度汽車(chē)結(jié)構(gòu)件、難成形件BH熱軋鋼板NSHC-BH加工時(shí)有軟鋼板的成形性，加工后經(jīng)涂裝烘烤處理，可以時(shí)強(qiáng)度得到提高汽車(chē)結(jié)構(gòu)件NSHD-BH地板用鋼板NFP有防滑防水效果，又因比較薄可使汽車(chē)輕量化，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性得到廣泛使用汽車(chē)地板NFP400豎條紋鋼板NFPA1,

NFPA2,NFPB1有防滑效果，經(jīng)濟(jì)型高強(qiáng)度材料，適合于對(duì)外觀設(shè)計(jì)有一定要求的

部件汽車(chē)地板冷軋汽品種分類(lèi)牌號(hào)特性主要用途普通冷軋板卷沖壓等級(jí)SPCD沖壓質(zhì)量?jī)H次于SPCEN汽車(chē)地板和頂板深沖SPCEN深沖等級(jí)具備冶金學(xué)方面被控制的晶粒尺寸，即使在深沖之后也保持美觀的精整表面。保證自出廠之日6個(gè)月無(wú)時(shí)效汽車(chē)翼子板和后側(cè)板特殊沖壓冷軋板卷超深沖SPXD超低碳鋼板，加工性?xún)?yōu)越汽車(chē)后側(cè)板SSPDX超低碳鋼板，加工性高越汽車(chē)油底殼和頂板車(chē)板高強(qiáng)度冷軋板卷商業(yè)等級(jí)SANC390,

SANC440SANC490,

SANC540SANC590以彎曲為主要要求的一般目加工汽車(chē)保險(xiǎn)杠，車(chē)門(mén)沖擊梁，結(jié)構(gòu)件沖壓SAFC340R,

SAFC370R具備較高的r值和延伸率，以?xún)?yōu)越的沖壓性和加工性?xún)?nèi)外側(cè)用板，如車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)

罩、行李箱蓋SAFC390R,

SAFC440R雙相SAFC490D,

SAFC540DSAFC590D,

SAFC780DSAFC980D,SAFC1180D具有雙相結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度

鋼，表示良好的成形性和加工硬化性汽車(chē)保險(xiǎn)杠，車(chē)門(mén)沖擊梁深沖等級(jí)SAFC340E,

SAFC370E具有高強(qiáng)度鋼系列的最佳沖成形性汽車(chē)翼子板，后側(cè)板SAFC390E,

SAFC440E金化時(shí)間遵循

耐蝕法規(guī)對(duì)應(yīng)

法規(guī)要求開(kāi)發(fā)品種品種橫斷面結(jié)構(gòu)上世紀(jì)70年代末期加拿大法規(guī)

Canadian

Code1年無(wú)銹蝕,3年不穿孔單面熱鍍鋅熱鍍鋅；鋼基板上世紀(jì)80年代中期Nordio

Code3年無(wú)銹蝕,6年不穿孔雙面兩層電鍍鋅

DUREXCELITE(薄鍍層)鐵鋅合金(富鐵);鋅鐵合金(富鋅);鋼基板;鋅鐵合金(富鋅);鐵鋅合金(富鐵)鍍上鋅世鋅紀(jì)汽80

車(chē)年代末至90年代初日板本汽車(chē)工業(yè)法規(guī)5年無(wú)銹蝕,10年不穿孔雙面合金化熱鍍鋅DURGRIP-E（厚鍍層）鋅鐵合金(富鐵);鋼基板;鋅鐵合金(富鐵)上世紀(jì)90年代中期日本汽車(chē)工業(yè)法規(guī)5年無(wú)銹蝕,10年不穿孔雙面合金化熱鍍鋅DURGRIP（厚鍍層）鋅鐵合金；鋼基板；鋅鐵合金上世紀(jì)90年代末期歐洲法規(guī)8年無(wú)銹

蝕,12年不穿孔雙面合金化熱鍍鋅L-treated

GA（厚鍍層）潤(rùn)滑膜；鋅鐵合金；鋼基板；鋅鐵合金；潤(rùn)滑膜阿塞洛近年來(lái)汽強(qiáng)度 沖壓鋼

HSLA

鐵素體+(1)

熱軋汽車(chē)板

貝氏體車(chē)板的DP開(kāi)發(fā)TRIP應(yīng)用情MP況BoronUsibonYS,

MPaDD14:

⊙320:

⊙360:

⊙420:

⊙500:

⊙550:

⊙700:

⊙——————————YS,

MPa————450:

⊙550:

⊙600:

⊙600:

⊙800:

⊙780:

△800:

⊙900:

△1000:

△1200:

△1400:

△1500：⊙注：⊙商業(yè)化，△針對(duì)用戶的新試產(chǎn)品，◆正在開(kāi)發(fā)；YS屈服強(qiáng)度，TS抗拉強(qiáng)度；BH烘烤硬化鋼，HS高強(qiáng)鋼，DP雙相鋼，TRIP相變誘導(dǎo)塑性鋼，MP多相鋼。強(qiáng)度沖壓鋼BHHSLA各向同性鋼含磷鋼HSDPTRIPYS,MPa<140:

⊙120-160:

⊙140-180:

⊙140-210:

⊙160:

⊙180:

⊙220:

⊙260:

⊙300:

⊙240:

⊙280:

⊙320:

⊙360:

⊙400:

⊙220:

⊙260:

⊙220:

⊙———TS,MPa————260:

⊙300:

⊙340:

⊙390:

⊙450:

⊙500:

⊙590:

⊙780:

⊙1000:

◆1200:

◆590:

△700:

△780:

⊙980:

◆(3)電鍍鋅汽車(chē)板注：⊙商業(yè)化，△針對(duì)用戶的新試產(chǎn)品，◆正在開(kāi)發(fā)；YS屈服強(qiáng)度，TS抗拉強(qiáng)度；BH烘烤硬化鋼，HS高強(qiáng)鋼，DP雙相鋼，TRIP相變誘導(dǎo)塑性鋼，MP多相鋼。強(qiáng)度沖壓鋼BHHSLA各向同性鋼含磷鋼HSDPTRIPMPYS,MPa120-160:

△140-180:⊙140-210:⊙160:◆180:⊙220:⊙260:△300:△240:⊙280:⊙320:⊙360:⊙400:⊙220:◆260:◆300:△220:⊙————TS,MPa————260:⊙300:⊙340:⊙390:⊙450:⊙500:⊙590:⊙780:⊙1000:◆590:◆700:⊙780:◆900:△(4)熱鍍鋅汽車(chē)板注：⊙商業(yè)化，△針對(duì)用戶的新試產(chǎn)品，◆正在開(kāi)發(fā)；YS屈服強(qiáng)度，TS抗拉強(qiáng)度；BH烘烤硬化鋼，HS高強(qiáng)鋼，DP雙相鋼，TRIP相變誘導(dǎo)塑性鋼，MP多相鋼。強(qiáng)度沖壓鋼BHHSLA含磷鋼HSDPTRIPYS,MPa120-160:

⊙140-180:

⊙140-210:

⊙160:

⊙180:

⊙220:

⊙280:

⊙320:

⊙360:

⊙220:

⊙———TS,MPa———260:

⊙300:

◆340:

⊙390:

⊙450:

⊙590:

⊙780:

◆590:

◆780:

◆(5)合金化熱鍍鋅汽車(chē)板強(qiáng)度沖壓鋼HSLAYS,

MPaDD14:

⊙320:

⊙；360:

⊙；420:

⊙；500:

⊙；550:

⊙(6)熱軋鍍鋅汽車(chē)板品種強(qiáng)度DPBoron

Ushibon熱軋鍍鋁TS,

MPa1500:

⊙冷軋鍍鋁590:

⊙1500:

⊙(7)鍍鋁汽車(chē)板注：⊙商業(yè)化，△針對(duì)用戶的新試產(chǎn)品，◆正在開(kāi)發(fā)；YS屈服強(qiáng)度，TS抗拉強(qiáng)度；BH烘烤硬化鋼，HS高強(qiáng)鋼，DP雙相鋼，TRIP相變誘導(dǎo)塑性鋼，MP多相鋼。國(guó)內(nèi)企業(yè)汽車(chē)板生產(chǎn)情況2003年，我國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)444.37萬(wàn)輛(轎車(chē)201.89萬(wàn)輛、客車(chē)119.52萬(wàn)輛、貨車(chē)122.96萬(wàn)輛)，汽車(chē)整車(chē)制造消費(fèi)鋼材約730萬(wàn)噸，其中汽車(chē)板約450萬(wàn)噸。進(jìn)口汽車(chē)板約占消費(fèi)量的30%左右，主要是轎車(chē)用冷軋板，約占轎車(chē)用冷軋板的50%。目前，我國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)板的企業(yè)主要有寶鋼股份、鞍鋼、武鋼和攀鋼等。寶鋼股份是最大的汽車(chē)板生產(chǎn)企業(yè)，2003年，汽車(chē)板市場(chǎng)占有率36.1%，汽車(chē)用冷軋板市場(chǎng)占有率46%，技術(shù)含量最高的轎車(chē)面板(05板)只有寶鋼股份能夠生產(chǎn)。鞍鋼、武鋼和攀鋼生產(chǎn)的汽車(chē)板大部分為熱軋板，僅少量供應(yīng)部分規(guī)格和牌號(hào)的冷軋板。此外，2003年以來(lái)，珠鋼和包鋼CSP生產(chǎn)線也已經(jīng)試制成功并小批量生產(chǎn)汽車(chē)用熱軋板。第二章汽車(chē)板的質(zhì)量品種要求2.1質(zhì)量要求現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)：減重、節(jié)能、防腐、防污染、防噪聲以及安全舒適對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)用鋼板的要求除了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能、經(jīng)濟(jì)性能外，還包括：優(yōu)良的成形性能，即高的塑性應(yīng)變比r值，高的均勻伸出率，高的總伸長(zhǎng) 率，低的屈服強(qiáng)度，低的時(shí)效指數(shù)和低的屈服伸長(zhǎng)

沖制復(fù)雜的汽 車(chē)覆蓋件良好的抗凹陷能力和足夠的結(jié)構(gòu)剛度，避免在制造和使用過(guò)程中產(chǎn)生凹陷， 沖撞中吸收能量，要求鋼板具有一定的強(qiáng)度和剛度，即高的 b和適當(dāng)?shù)?烘烤硬化性與加工硬化能力。

良好的焊接性能，保證零件有效地連接及焊點(diǎn)和焊點(diǎn)周邊區(qū)域的強(qiáng)度和性能不發(fā)生大的變化；

優(yōu)良的表面形貌和光潔程度，良好的噴涂性能和對(duì)油漆涂鍍層的附著性能，以求外表美觀；高的耐蝕性能；

良好的板形和板面平直度，嚴(yán)格的尺寸精度和性能均勻性；

為了減少汽車(chē)在行駛過(guò)程中的雷鳴效應(yīng)，部分零部件用鋼板應(yīng)有吸聲減振效果。1)以減重節(jié)能為目標(biāo)的高強(qiáng)度鋼板系列高強(qiáng)度汽車(chē)板分為普通沖壓級(jí)、深沖級(jí)和超深沖級(jí)三大類(lèi)。按照強(qiáng)化機(jī)理可以分成4種類(lèi)型：固溶強(qiáng)化型加磷鋼板通過(guò)加P使鐵素體固溶強(qiáng)化以提高強(qiáng)度，其強(qiáng)度級(jí)別為320MPa,360MPa。加磷高強(qiáng)板具有滿意的成形性能，深沖級(jí)r值為1.4~1.6,超深沖級(jí)可以達(dá)到2.0。彌散強(qiáng)化型高強(qiáng)度低合金鋼板通過(guò)加入Mn、Cu、Mo、V、Ti、Co和適當(dāng)?shù)目剀埧乩涔に?/p>

產(chǎn)生彌散強(qiáng)化、晶粒細(xì)化、回復(fù)強(qiáng)化以提高強(qiáng)度。其強(qiáng)度級(jí)別為380MPa、420MPa、460MPa、500MPa和540MPa。Cu析出強(qiáng)化鋼抗拉強(qiáng)度可達(dá)610MPa，r值可達(dá)1.9，加Mn后IF鋼抗拉強(qiáng)度達(dá)440MPa,r值為1.5～2.0。2)超深沖鋼板系列

一般來(lái)說(shuō)，鋼板的強(qiáng)度越高，成形性就會(huì)下降。因此，汽車(chē)工業(yè)中需要既具有高強(qiáng)度又有良好成形性的鋼板，滿足這一要求的就是超深沖鋼板。超深沖鋼板的典型代表是IF鋼板(無(wú)間隙原子鋼)

IF鋼是在超低碳鋼的基礎(chǔ)上加入一定量的NbTi，使鋼中的CN原子被固定成碳化物、氮化物，而鋼中無(wú)間隙原子存在，這種鋼具有極優(yōu)良的成形性，即高r值(r>2.0)、高n值(n>0.25)、高的延伸率值(>50%)和非時(shí)效性(AI=0)。3)涂鍍層鋼板

涂鍍層鋼板，表面處理鋼板；汽車(chē)工業(yè)中的涂鍍層鋼板可以分成三個(gè)系列：熱浸鍍系列、電鍍系列和有機(jī)涂層系列。4)新型特殊汽車(chē)鋼板

層狀樹(shù)脂復(fù)合鋼板：以安全減振為目的，降低汽車(chē)高速學(xué)士時(shí)產(chǎn)生的雷鳴效應(yīng)，消除噪聲、減少公害、提高舒適性。由2層鋼板之間夾一層0.05~0.12mm厚的粘彈性樹(shù)脂組成。減振性能隨溫度變化，具有很好的阻尼性能。

高光亮度鏡面鋼板：滿足高檔轎車(chē)高光亮度度表面的要求，其反光性特強(qiáng)，表面平坦度和潤(rùn)滑性得到極大改善。第三章汽車(chē)板的分類(lèi)和牌號(hào)3.1汽車(chē)板的分類(lèi)按脫氧方式分為：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼；

按鋼種與合金元素成分分為：低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、加磷鋼(含磷鋼)、超低碳無(wú)間隙原子鋼等；按強(qiáng)度級(jí)別分為：普通強(qiáng)度級(jí)和高強(qiáng)度級(jí)；

按沖壓級(jí)別分：商用級(jí)(CQ)、普通沖壓級(jí)(DQ)、深沖壓級(jí)(DDQ)和超深沖壓級(jí)(EDDQ);

按沖壓件的復(fù)雜程度分：P級(jí)(普通拉延級(jí))、S級(jí)(深拉延)、

Z級(jí)(最深拉延)、F級(jí)(復(fù)雜沖壓)、HF級(jí)(很復(fù)雜沖壓)和ZF級(jí)(最復(fù)雜沖壓)。

綜合考慮脫氧方式、鋼種、強(qiáng)度和沖壓級(jí)別后，簡(jiǎn)單的劃分為：深沖鋼板(包括用沸騰鋼制造的普通沖壓級(jí)別鋼板以及用鋁鎮(zhèn)靜鋼制造的深沖壓級(jí)別的鋼板)、高強(qiáng)度鋼板(各種低合金高強(qiáng)度鋼板HSLA、含磷鋼板、烘烤硬化鋼板BH、雙相鋼板等)、鍍層鋼板(熱鍍鋅的深沖和深沖高強(qiáng)度鋼板以及各種合金鍍層板)、超低碳超深沖鋼板(無(wú)間隙原子鋼板IF、超深沖高強(qiáng)鋼板、超深沖烘烤硬化鋼板等)、復(fù)合鋼板(輕質(zhì)夾層復(fù)合