日企汽车用钢再创新技术,防腐抗疲劳更出色
2015-03-31 16:06:07
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日本大型钢铁公司新日铁住金(以下简称“新日”)的汽车用镀锌板和高性能车用钢材相关技术在世界上处于先进水平。新日高度关注汽车工业的发展趋势,近年来在汽车用钢的工艺、材料、涂层、解决方案等方面进行了多项技术创新,在汽车的轻量化、电气化、节能、安全性、舒适性等方面发挥了重要作用。
工艺创新瞄准安全与轻量化
近年来,在汽车用钢的工艺技术研发中,新日主要的技术创新包括热压成型技术、三维热弯淬火(3DQ)量产加工技术等。
热压成型技术。新日开发的热压成型技术,通过材料技术和利用技术的结合,保证了部件淬火硬度的稳定性,实现了热压成型钢板的稳定生产。以往的汽车用钢成型技术是将高强钢板进行冷冲压加工,使用的钢板强度级别越高,塑性变形越大,容易引起钢板尺寸精度不良等诸多问题。新日开发出汽车用高强钢热压成型技术,有效解决了这些问题,而且运用这项技术,可生产出强度级别更高的汽车部件。
新日开发的热压成型技术具体为:将钢板加热到900℃左右,使之在软质化状态下进行淬火处理,同时,利用模具与钢板间的接触冷却,强化淬火效果,可满足1500MPa级的强度要求,实现良好的尺寸精度。利用冲压模具进行冲压并冷却淬火时,由于模具内部件的各个部位不一定是均匀冷却,热压成型部件容易出现硬度不均现象,新日开发了多种处理技术来解决这个问题。
三维热弯淬火(3DQ)量产加工技术。新日开发的三维热弯淬火技术(3DQ,3 Dimensional Hot Bending and Quench)集合了材料开发技术、各种断面形状的钢管制造技术、二次加工技术等各项技术,是一种划时代的技术创新。三维热弯淬火处理技术是对各种形状的钢管进行加热,并用冷却水有顺序淬火的连续工艺。通过使用这种技术,钢管可以实现抗拉强度在1500MPa以上的水平。采用这项技术制造汽车零部件,将显著降低车辆的重量,并提高汽车碰撞安全性。
一般而言,使用高张力钢板制造汽车部件能够使部件更薄且确保相同的强度,可大幅减轻车身重量。但若单纯减薄,刚性就会下降,导致行驶时车身振动变大,还会对方向盘操纵带来不良影响。
因此,新日开发部门将着眼点放在了确保刚性的钢管提高强度,将经过高频加热处理软化的钢管高速且高精度地加工成复杂的三维形状,然后进行水冷处理,再采用可将强度提高至1500MPa级的3DQ技术进行加工,并设计了部件的最佳截面形状、板厚和形状,由此开发出了轻量、坚固且刚性高的横梁支架,以及稳定制造横梁支架的工艺。该技术首次用在了马自达的MVP“普力马(PREMACY)”上,利用3DQ技术加工的1500MPa级超高强度方形钢管具体用在第三排坐席下部的横梁支架上,该部件在确保与原来同等刚性和强度的同时,减轻了约50%的重量。
利用3DQ技术可制造出强度为1.5GPa的封闭断面部件,取得30%~50%的轻量化效果,并能大幅度提高车辆的冲撞安全性。另外,3DQ技术在成型时不需要使用模具,因此还可减少设备投资。
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